過渡金屬硫化物（TMDCs）具有獨特的谷自旋自由度可用于信息和傳感等領域，是研發谷電子學微納光電器件的重要材料。近年來，利用金屬微納結構（納米線、納米光柵、超表面等）調控TMDCs材料的谷偏振發射特性，實現了左旋/右旋光的空間方向選擇性傳播。然而，這些表面波導型微納結構往往尺寸較大（＞1μm2），難以滿足微型化和高度集成的器件設計需求。基于自上而下制備的納米結構對比濕法生長的，通常其表面粗糙度大且品質因子低，因而要求在低溫度環境下才能展現調制效果。獲得常溫下高效調控TMDCs谷偏振發射特性的微納結構器件成為當前備受關注的研究熱點之一。近期工作中，北京大學極端光學團隊利用掃描探針操控組裝納米顆粒，形成復合雜化納米結構體，先后實現了調控納米顆粒散射光和熒光，達到單向性發射 [Laser & Photon. Rev. 9, 530(2015);10, 647 (2016)]。在最新的工作中，課題組將探針微納操控方法引入到手性特征微納結構體系研究中，實現超小型手性光學天線高效調制谷極化發光特性。

實驗上，研究團隊利用掃描探針顯微鏡的針尖操控金納米棒，組裝制備出一種具有手征特性的立體空間V型天線（~0.02μm2）【圖1(A)】。其中，將單層二硫化鉬夾在天線中間，在納米棒交疊區形成局域表面等離激元熱點區，可顯著增強光與物質相互作用，熒光強度增強約3個量級。單層二硫化鉬在天線近場耦合和遠場干涉等作用下，其遠場輻射方向從各向同性被調制成單向性發射【圖1(B)】；同時，由于天線的手性耦合特性使得TMDCs的熒光谷偏振度從18%提高到47%【圖1(C)】。模擬計算表明，天線對于谷熒光的偏振度調控，由Purcell效應、局域模式耦合以及遠場干涉效應共同決定。研究人員還利用探針操控的靈活性，通過原位改變兩個金納米棒的夾角和相對位置，獲得具有左旋、右旋手征特性強弱不同的系列V型天線。實驗測量結果均與模擬計算的預期相一致，有力地支持了該手性天線調控性能的有效性和高效性，這為開發谷光電子微納器件奠定了基礎。此外，研究人員還發現手性光學天線的量子效率依賴于量子發射體的手性，該發現為手性結構調控輻射場的相關研究新方向提供了可能性。