Forskere omformer fononernes energilandskab i nanokrystaller

fononer, pakker af vibrationsbølger, der forplanter sig i faste stoffer, spiller en nøglerolle i kondenseret stof og er involveret i forskellige fysiske egenskaber af materialer. Inden for nanoteknologi, for eksempel, de påvirker lysemission og ladningstransport af nanoenheder. Som den vigtigste kilde til energispredning i faststofsystemer, fononer er den ultimative flaskehals, der begrænser driften af ​​funktionelle nanomaterialer.

I en artikel for nylig offentliggjort i Naturkommunikation , et INRS forskerhold ledet af professor Luca Razzari og europæiske samarbejdspartnere viser, at det er muligt at ændre fononresponsen af ​​et nanomateriale ved at udnytte nulpunktsenergi (dvs. den lavest mulige energi i et kvantesystem) i et terahertz nano-hulrum. Forskerne var i stand til at omforme nanomaterialets fononrespons ved at generere nye lysstof-hybridtilstande. De gjorde dette ved at indsætte nogle snesevis af halvledende (specifikt, cadmiumsulfid) nanokrystaller inde i plasmoniske nanohulrum, der er specielt designet til at give resonans ved terahertz-frekvenser, dvs. i overensstemmelse med nanokrystallernes fonontilstande.

"Vi har således leveret klare beviser for skabelsen af ​​et nyt hybridt nanosystem med fononegenskaber, som ikke længere tilhører det originale nanomateriale, " sagde forfatterne. Denne opdagelse lover for applikationer inden for nanofotonik og nanoelektronik, åbner op for nye muligheder for at konstruere den optiske fononrespons af funktionelle nanomaterialer. Det tilbyder også en innovativ platform til realisering af en ny generation af kvantetransducere og terahertz-lyskilder.