Grønt lys på guldatomer:Nano-antenner gør nano-defekter synlige for det blotte øje

Fordi individuelle atomer eller molekyler er 100 til 1000 gange mindre end bølgelængden af ​​synligt lys, det er notorisk svært at indsamle information om deres dynamik, især når de er indlejret i større strukturer.

I et forsøg på at omgå denne begrænsning, forskere konstruerer metalliske nano-antenner, der koncentrerer lys til et lille volumen for dramatisk at forbedre ethvert signal, der kommer fra samme nanoskala-region. Nano-antenner er rygraden i nanoplasmonik, et felt, der i høj grad påvirker biosensing, fotokemi, høst af solenergi, og fotonik.

Nu, forskere ved EPFL ledet af professor Christophe Galland ved School of Basic Sciences har opdaget, at når de skinner grønt laserlys på en guld nano-antenne, dens intensitet er lokalt forstærket til et punkt, at den "slår" guldatomer ud af deres ligevægtspositioner, hele tiden opretholder integriteten af ​​den overordnede struktur. Guld nano-antennen forstærker også det meget svage lys spredt af de nydannede atomare defekter, gør det synligt for det blotte øje.

Denne dans af atomer i nanoskala kan således observeres som orange og røde glimt af fluorescens, som er signaturer af atomer, der gennemgår omlejringer. "Sådanne atomare skalafænomener ville være vanskelige at observere in situ, selv ved at bruge meget sofistikerede elektron- eller røntgenmikroskoper, fordi klyngerne af guldatomer, der udsender lysglimt, er begravet inde i et komplekst miljø blandt milliarder af andre atomer, " siger Galland.

De uventede fund rejser nye spørgsmål om de nøjagtige mikroskopiske mekanismer, hvorved et svagt kontinuerligt grønt lys kan sætte nogle guldatomer i bevægelse. "At besvare dem vil være nøglen til at bringe optiske nano-antenner fra laboratoriet ind i applikationsverdenen - og vi arbejder på det, " siger Wen Chen, undersøgelsens første forfatter.

Undersøgelsen er offentliggjort i Naturkommunikation .