Med hjälp av de geometriska och materialegenskaperna för en unik nanostruktur, Boston College -forskare har avslöjat en ny fotonisk effekt där ytplasmoner interagerar med ljus för att bilda "plasmoniska glorier" med valbar utgångsfärg. Resultaten visas i journalen Nano bokstäver .

Den nya nanostrukturen visade sig kunna manipulera elektronvågor som kallas ytplasmonpolaritoner, eller SPP, som upptäcktes på 1950 -talet men sent har fått forskarnas uppmärksamhet för deras potentiella tillämpningar inom områden som inkluderar vågledning, lasning, färgfiltrering och utskrift.

Teamet lade ett lager av en polymerfilm på ett glasunderlag och prickade sedan ytan med hål exakt definierade genom en elektronstråle litografi, med hjälp av BC Integrated Sciences Nanofabrication Clean Room -anläggning. Teamet applicerade sedan ett lager silver, tillräckligt tjock för att inte vara transparent för synligt ljus. Förutom att täcka den tunna filmen ovanpå, silvret belagde konturerna av hålen i filmen, samt de exponerade cirklarna på glasunderlaget nedan. Effekten gav en mängd silvermikrohålor.

När forskarna riktade ljus underifrån och genom glasunderlaget, ljus "läcker" genom nanoskala luckor på omkretsen av mikrohålorna skapade SPP -vågor på deras övre ytor. Vid speciella våglängder för det infallande ljuset, dessa vågor bildade lägen eller resonanser som är analoga med akustiska vågor på ett trumhuvud, som i sin tur effektivt filtrerade ljuset som överfördes till den bortre sidan, redogör för "halo" -utseendet, sa Boston College Ferris professor i fysik Michael Naughton, som författade rapporten tillsammans med Senior Research Associate Michael J. Burns och doktorand och huvudförfattare Fan Ye. Teamets forskning finansierades av W. M. Keck Foundation.

Centralt för denna kontrolleffekt är "steggap" som bildas längs omkretsen av varje cirkel, som ger nanostrukturen förmågan att modulera vilka ljusvågor som passerar igenom. Det är inom denna geometri som ljusets interaktion med silverytans beläggning resulterade i excitation av plasmonvågor, sa Naughton. Undersökning av SPP:erna av Ye med hjälp av ett optiskt mikroskop med närfältskanning gav unika insikter om fysiken på jobbet inom strukturen, Sa Naughton.

Genom att justera typen av metall som används för att belägga strukturen eller variera omkretsen av mikrohålorna, Naughton sa att steggapstrukturen kan manipulera enhetens optiska egenskaper inom området för synligt ljus, ger forskarna ny kontroll i ljusfiltrering.

Denna typ av kontroll, laget rapporterar, kan ha tillämpningar inom områden som biomedicinsk plasmonik eller diskret optisk filtrering.