Ett fält av metallnanopyramider förbättrar ljuset från de omgivande molekylerna, men kan också störa energitillförseln för dessa molekyler genom att absorbera det inkommande ljuset. Mohammad Ramezani och hans kollegor upptäckte hur de kan använda störningar för att modulera nanoantennae för att optimera mängden ljus som absorberas och minimera mängden slösat ljus. Upphovsman:Giuseppe Pirruccio, Mohammad Ramezani, Sa Rahimzadeh-Kalaleh Rodriguez.
I samarbete med Philips Lighting, forskare från FOM -instituten AMOLF och DIFFER har hittat ett sätt att slå på och stänga av antenneffekten av metallnanopartiklar. Nanoantennae är känsliga mottagare och ljusförstärkare med applikationer i medicinska sensorer, belysning och förbättrade solceller.
I Fysiska granskningsbrev , forskargruppen för Jaime Gomez-Rivas beskriver hur de koherent styrde nanoantennae för att optimalt ta emot ljus och minimera ljuset som slösas bort genom att använda exakt fasade ljusvågor.
Nanofotonik
Metall nanopartiklar, miljarder meter i storlek, reagerar särskilt starkt på ljuset. Forskarna är specialiserade på] nanofotonik, där sådana överraskande effekter är möjliga. Elektronerna på metallytan rör sig tillsammans med ljus i omgivningen. Därför, metallnanopartiklar kan fungera som nanoantennae och ta emot och överföra ljus.
Nanopartiklar förbättrar ljuset men slösar också bort det
I PRL -publikationen laget beskriver hur ett galler av metallpyramider, tiotals nanometer i storlek, påverkar ljuset som mottas av de omgivande fluorescerande molekylerna. Fluorescerande molekyler absorberar ljus från en våglängd och avger ljus vid en annan våglängd. De används för att utveckla vita LED -lampor, till exempel.
Om molekylernas emission förbättras av metallnanoantennae, de avger en högre ljusintensitet i vissa riktningar. På samma gång, sådana nanoantennae är så känsliga att de också absorberar ljuset som bör ge de fluorescerande molekylerna energi. Följaktligen går upp till 50 procent av den inkommande energin förlorad.
SEM -bild av nanopyramiderna. Den vita stapeln anger skalan på denna bild:300 nanometer. Poäng:Giuseppe Pirruccio, Mohammad Ramezani, Sa Rahimzadeh-Kalaleh Rodriguez.
Växla
Under en lång tid, man trodde att nanopartiklarnas antenneffekt var en inneboende egenskap som inte kunde slås på eller av. Ph.D. forskaren Giuseppe Pirruccio (AMOLF och UNAM) lyckades ändå modulera antenneffekten genom att dela upp de inkommande ljusvågorna. Om toppen av en ljusvåg sammanfaller med den andra tråget, nanoantennae slutar fungera medan de fluorescerande molekylerna i deras närhet fortfarande kan hämta energi. "De fluorescerande molekylerna behöver kort tid för att omvandla det inkommande ljuset och avge detta, "säger medforskaren Mohammad Ramezani." Via den här inställningen kan du stänga av den störande nanoantennae -effekten medan du levererar energi utan att stänga av mekanismen som förstärker det avgivna ljuset. "
