키랄 메타물질(chiral metamaterials)은 고급 광전자 및 생의학 응용을 위한 유망한 플랫폼이다. 그러나 기존의 리소그래피 기반 제조는 그 복잡성과 높은 비용으로 인해 제한된다. 본 연구에서는 테라헤르츠(THz) 키랄 메타물질의 리소그래피-프리(lithography-free) 제조와, 생결정(biocrystal) 엔안티오머의 키랄리티(chirality)를 감지하기 위한 성능 향상을 제시한다. 톱니(saw-tooth) 형상의 키랄 Au 마이크로스트립 패턴(CHAMs)은 2단계 벅링(buckling) 공정과 사면(glancing-angle) 각도 증착을 결합하여 제작한다. 비중첩(non-superimposable) 기하학적 키랄리티는 비대칭 및 이축(biaxial) 응력 축 사이의 틸트 각도를 제어하고 그림자 효과(shadow effect)를 이용해 Au 층의 선택적 영역 증착을 수행함으로써 구현된다. 제조된 키랄 메타물질은 0.2–2.5 THz 범위에서 거울상(mirror-shaped) 형태의 테라헤르츠 원편광 이색성(TCD, terahertz circular dichroism) 신호를 나타낸다. 유도된 전기 및 자기 쌍극자가 키랄 형태의 Au 표면과 결합하면서 유효 광학 키랄리티(optical chirality)가 향상된다. 유한차분 시간영역(finite-difference time-domain) 계산 시뮬레이션은 근접장(near field)에서 절댓값 최대치 2.24와 함께 광학 키랄리티의 균일한 분포를 보여준다. 키랄 메타물질에 엔안티오머 시스틴(enantiomeric cystine) 생결정의 TCD 신호를 합산한 결과, 크기(magnitude)에서 약 7배 증폭이 관찰된다. 이러한 향상은 초키랄(superchiral) 장 증강과 CHAM과 생결정 사이의 전자기 공명(electromagnetic resonance)이 함께 작용한 데 기인할 수 있다.

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