Forskning afslører indsigt i optiske egenskaber af plasmoniske nanostrukturer

University of Arkansas forskere har hjulpet med at definere de optiske egenskaber af plasmoniske nanostrukturer, arbejde, der kunne føre til forbedrede sensorer i sikkerheds- og biomedicinsk udstyr, og har applikationer i solceller. Forskerholdet i Institut for Fysik har for nylig offentliggjort sine resultater i tidsskriftet PLOS ET .

Plasmoner er bølger af elektroner på overfladen af ​​et metal. Frekvensen af ​​disse elektroniske bølger kan ændres til at koble med lys ved at ændre partikelstørrelsen, form, materiale og omgivende miljø. Plasmonerne kan øge lysintensiteten og fokusere lyset ned til volumener i nanoskala, hvilket kan være nyttigt til en række forskellige nanovidenskabelige applikationer.

Kernen i arbejdet er emnet for kandidatstuderende Pijush K. Ghoshs speciale i fysik. Ghosh samarbejdede med andre kandidatstuderende Desalegn T. Debu og David A. French for tidsskriftsartiklen, med titlen "Beregnet tykkelsesafhængige plasmoniske egenskaber af guld nanobarer i det synlige til nær-infrarøde lysregime." De studerende er en del af en fysikforskningsgruppe ledet af adjunkt Joseph Herzog.

Dette arbejde udforsker de optiske egenskaber af rektangulære guld nanopartikler, især hvordan de spreder lys og styrken af ​​det spredte lys nær nanopartiklerne. Forskerne fastslog, hvordan variationer i strukturernes geometri påvirkede, hvordan de koblede sammen med lys, gør det lettere at arbejde med strukturer, der ikke er helt firkantede. Resultaterne kunne muliggøre plasmoniske enheder, såsom sensorer, for at være mere præcist indstillet til en specifik applikation.

"At lave nanostrukturer med perfekt firkantede hjørner er svært ved at bruge almindelige nanofabrikationsteknikker, " sagde Ghosh. "I vores arbejde, vi undersøgte realistiske strukturer med afrundede hjørner. Arbejdet bestemte forskellen i resonansbølgelængde for nanobarer med runde hjørner og skarpe hjørner. Vi fandt også ud af, hvordan spektret præcist skifter, når du laver tykkere nanobarer. Dette afslører indsigt i en anden dimension af strukturerne, der giver mulighed for mere kontrol og afstemning af disse plasmoniske nanostrukturer."