Контроль взаимодействия между светом и материей были давние амбиции для ученых, стремящихся разработать и продвинуть множество технологий, которые являются основополагающими для общества. С бумом нанотехнологий в последние годы наноразмерных манипуляций со светом стала, многообещающие пути для продолжения этого развития, а также уникальную задачу из-за новых моделей поведения, которые появляются, когда размеры структур становятся сравнимыми с длиной волны света.
Ученые в теоретической нанофотоники группы в Университете Нью-Мексико Департамента физики и астрономии совершали захватывающее новое продвижение в этом направлении, в новаторской научно-исследовательской работы под названием «Анализ пределы ближнего поля, создаваемого наночастицами массивы», опубликованной недавно в журнале, АКС нано, топ журнал в области нанотехнологий.
Группа, возглавляемая доцентом Алехандро Manjavacas, изучал, как оптический отклик периодических решетках из металлических наноструктур можно манипулировать для получения сильных электрических полей в их окрестностях.
Массивы учились они состоят из наночастиц серебра, крошечные сферы из серебра, которое в сотни раз меньше толщины человеческого волоса, помещенного в повторяющийся узор, хотя их результаты относятся к наноструктурам из других материалов, а также. Из-за сильного взаимодействия между каждым из наносфер, эти системы могут быть использованы для различных применений, начиная от яркий, с высоким разрешением цветной печати до биосигналы, которые могли бы революционизировать здравоохранение.
«Эта новая работа поможет в реализации многих приложений, массивов наноструктур предоставляя фундаментальные выводы на их поведение», — говорит Manjavacas. «Ближайшее поле улучшений, мы прогнозируем, что может быть игра-чейнджер для таких технологий, как сверхчувствительные биосигналов.»
Manjavacas и его команда, состоящая из Лорен Цюндель и Стивен Сандерс, как дипломные работы студентов кафедры физики и астрономии, моделирования оптического отклика этих матриц, поиск новых многообещающих результатов. Когда периодические массивы наноструктур с подсветкой С свет, каждого из частиц дает сильный ответ, который, в свою очередь, приводит к огромным коллективного поведения, если все частицы могут взаимодействовать друг с другом. Это происходит на определенных длинах волн падающего света, которая определяется расстоянием между межчастичного массива, и может привести к возникновению электрических полей, которые находятся за тысячи или даже десятки тысяч раз, что на свет воссиял в массиве.
Сила этого расширения поля зависит от геометрических свойств массива, например, расстояние между наносфер, а также размер самих сфер. Совершенно парадоксально, Manjavacas и его группа обнаружили, что уменьшение плотности наночастиц в массиве, либо за счет увеличения расстояния между ними, или путем уменьшения их размеров, создает поле улучшений, которые не только больше, но и дальше от выбора.
«Это было очень интересно узнать, что ключ к этим огромным полем улучшения, на самом деле заключается в том, что частицы меньше и дальше друг от друга», — говорит Цюндель открытия.
«Причина этого заключается в том, что взаимодействие между наночастицами, и таким образом коллективный ответ, укрепляется», по словам Сандерса.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом (NSF) и использования высокопроизводительных вычислительных ресурсов, выделяемых ЕНД Центра перспективных исследований вычислительной техники.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!