(Phys.org) – De senaste framstegen inom konstruktionen av plasmoniska strukturer har möjliggjort nya typer av optoelektroniska enheter i nanometerskala såväl som optisk avkänning med hög upplösning. Men tills nu, det har saknats verktyg för att mäta beteende i nanometerskala i plasmoniska strukturer som behövs för att förstå enhetens prestanda och för att bekräfta teoretiska modeller.

"För första gången, vi har mätt infraröd absorption i nanometer-skala i halvledarplasmoniska mikropartiklar med en teknik som kombinerar atomkraftmikroskopi med infraröd spektroskopi, " förklarade William P. King, en Abel Bliss-professor vid Institutionen för mekanisk vetenskap och teknik (MechSE) i Illinois. "Atomkraftsmikroskop infraröd spektroskopi tillåter oss att direkt observera det plasmoniska beteendet i mikropartikelinfraröda antenner."

Artikeln som beskriver forskningen, "Närfälts infraröd absorption av plasmoniska halvledarmikropartiklar studerade med hjälp av atomkraftmikroskop infraröd spektroskopi, " dyker upp i Bokstäver i tillämpad fysik .

"Högdopade halvledare kan fungera som våglängdsflexibla plasmoniska metaller i det infraröda, " noterade Daniel M. Wasserman, biträdande professor i el- och datateknik vid Illinois. "Dock, utan förmågan att visualisera det optiska svaret i närheten av de plasmoniska partiklarna, vi kan bara utläsa strukturerna för närfältet hos strukturerna från deras långfältsvar. Vad detta arbete ger oss är ett tydligt fönster till det optiska beteendet hos denna nya klass av material på en längdskala som är mycket mindre än ljusets våglängd."

Artikeln jämför när- och fjärrfältsmätningar med elektromagnetiska simuleringar för att bekräfta närvaron av lokaliserad plasmonisk resonans. Artikeln rapporterar vidare högupplösta kartor över den rumsliga fördelningen av absorption inom enskilda plasmoniska strukturer och variation över plasmoniska arrayer.

"Möjligheten att mäta nära fältbeteende i plasmoniska strukturer gör att vi kan börja utöka våra designparametrar för plasmoniska material, " kommenterade Jonathan Felts, en MechSE -doktorand. "Nu när vi kan mäta det optiska beteendet hos individuella funktioner, vi kan börja tänka på att designa och testa mer komplexa optiska material. "