Bright, circularly polarized black-body radiation from twisted nanocarbon filaments

手性(物理) 发射率 物理 圆极化 各向异性 材料科学 光学 凝聚态物理 对称性破坏 手征对称破缺 量子力学 微带线 Nambu–Jona Lasinio模型
作者
Jun Lu,H Jung,Ji-Young Kim,Nicholas A. Kotov
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:386 (6728): 1400-1404
标识
DOI:10.1126/science.adq4068
摘要

Planck’s law ignores but does not prohibit black-body radiation (BBR) from being circularly polarized. BBR from nanostructured filaments with twisted geometry from nanocarbon or metal has strong ellipticity from 500 to 3000 nanometers. The submicrometer-scale chirality of these filaments satisfies the dimensionality requirements imposed by fluctuation-dissipation theorem and requires symmetry breaking in absorptivity and emissivity according to Kirchhoff’s law. The resulting BBR shows emission anisotropy and brightness exceeding those of conventional chiral photon emitters by factors of 10 to 100. The helical structure of these filaments enables precise spectral tuning of the chiral emission, which can be modeled using electromagnetic principles and chirality metrics. Encapsulating nanocarbon filaments in refractive ceramics produces highly efficient, adjustable, and durable chiral emitters capable of functioning at extreme temperatures previously considered unattainable.
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