【原文链接：https://www.nature.com/articles/s42254-021-00391-6】

  纳米级手性研究了纳米尺度下依赖自旋的非对称光-物质相互作用，其中的不对称可能源于材料、结构、光或其组合的内在特性。随着超表面、过渡金属二卤代化物(TDMC)、钙钛矿等低维材料平台的出现，纳米级手性研究已从远场扩展到近场，并从空间维度进一步发展到动量维度和综合空间-动量维度。

  本文在不同维度上的扩展揭示了手性效应的新的物理机制和表现形式。以及纳米手性在诸如谷电子学、手性传感和手性光化学等领域的应用。同时综合讨论了集成光学、光化学、量子光学和生化合成与分析的发展情况及前景。

图1.近场中表现的纳米手性。(a)等离子体纳米结构周围产生的超手性场。(b) 等离激元中shuriken结构的超手性场。 (c)介电纳米结构的电偶极子和磁偶极子(ED和MD)重叠，以增强光学手性 。(d)RCP和LCP照明下G形纳米结构阵列的二次谐波产生(SHG)强度分布。(e)V型纳米等离激元天线圆二色性电场分布的模拟与实验结果。(f)线偏振光照射下金纳米棒的椭圆度角η和方位角θ的局域分布。

图2.具有远场手性的手性纳米系统。(a)基于脚手架的方法示意图(左)。

   由DNA折纸组装的手性交叉金纳米棒(AuNR)二聚体(中)。左旋态和右旋态之间的结构重新配置导致了镜像圆二色(CD)谱(右)。(b)种子生长方法示意图(左)。L-半胱氨酸和D-半胱氨酸合成的手性等离子体纳米晶体的扫描电子显微镜图像(中)和测量的CD光谱(右)。(c) 手性超材料示意图(左)。测量了2D左旋、3D左旋和3D右旋风车状纳米结构的CD透射谱。3D左旋型风车的扫描电子显微镜图像(左侧)，比例尺：1μm。(d)手性超表面示意图(左)。在右旋光(RCP)和左旋光(LCP)入射下，手性介电超表面的扫描电子显微镜图像和模拟的反射率光谱。

图3.动量维度上表现得手性效应。(a)相反自旋的光子通过自旋-轨道耦合在动量维中表现出不同的行为。(b)过渡金属二卤化物的晶体结构和左右旋光照射下的圆二色谱。(c)外在手性随入射角的变化。(d)集成光学纳米电路上的自选方向锁定。(e)非对称沟槽阵列上谷激子分离示意图