La actividad óptica en moléculas quirales se ha convertido en un tema candente en física y óptica, que representa la capacidad de manipular el estado polarizado de la luz. Comprender cómo las moléculas giran en el plano de la luz polarizada en un plano tiene aplicaciones muy extendidas, de la química analítica a la biología y la medicina, donde sea posible, por ejemplo, utilizarse para detectar la cantidad de azúcar en una sustancia. Un nuevo estudio publicado en EPJ B por Chengping Yin del Laboratorio Clave Provincial de Guangdong de Ingeniería Cuántica y Materiales Cuánticos, Sur de China, tiene como objetivo derivar un modelo analítico de actividad óptica en fósforo negro bajo un campo magnético externo.

Yin y sus colegas autores experimentaron con fósforo negro, una forma termodinámicamente estable de fósforo a temperatura y presión ambiente. sintetizado por primera vez en 1914, en un solo, una capa muy compacta de átomos o una monocapa. Los investigadores descubrieron que, además de la fuerte actividad óptica esperada, diferencia de dicroísmo-transmitancia entre luz polarizada circularmente izquierda y derecha y birrefringencia circular, podrían sintonizar los fenómenos creados al alterar el campo magnético aplicado.

El equipo llegó a sus hallazgos al derivar un método analítico para calcular la actividad óptica en una monocapa de fósforo negro bajo un campo magnético externo. Luego pudieron obtener resultados que mostraban cómo se puede alterar la actividad óptica cambiando el ángulo de incidencia de la luz incidente y ajustando la magnitud del campo magnético aplicado.

Los resultados discutidos en el documento muestran una actividad óptica que se ajusta a la observada previamente en metamateriales quirales, material diseñado para tener una propiedad que no se encuentra en materiales naturales. Además de esto, encontraron que la transmitancia de copolarización aumentaba al paso de la frecuencia angular. El equipo explica que la razón de esto es que la conductividad del fósforo negro monocapa disminuye con el aumento de la frecuencia angular. resultando en una interacción más débil con la luz incidente.

Los investigadores dicen que sus hallazgos podrían tener aplicaciones en óptica de polarización, estereoquímica, el estudio de la disposición espacial relativa de los átomos que forman la estructura de las moléculas y su manipulación, y biología molecular.