University of Arkansas forskare har hjälpt till att definiera de optiska egenskaperna hos plasmoniska nanostrukturer, arbete som kan leda till förbättrade sensorer i säkerhets- och biomedicinsk utrustning, och har applikationer i solceller. Forskargruppen vid Institutionen för fysik publicerade nyligen sina fynd i tidskriften PLOS ETT .
Plasmoner är vågor av elektroner på ytan av en metall. Frekvensen för dessa elektroniska vågor kan ändras för att kopplas till ljus genom att ändra partikelstorleken, form, material och omgivande miljö. Plasmonerna kan öka ljusintensiteten och fokusera ljuset ner till nanoskala volymer, vilket kan vara användbart för en mängd olika nanovetenskapliga tillämpningar.
Kärnan i arbetet är ämnet för doktoranden Pijush K. Ghoshs masteruppsats i fysik. Ghosh samarbetade med doktorander Desalegn T. Debu och David A. French för tidningsartikeln, med titeln "Beräknade tjockleksberoende plasmoniska egenskaper hos guldnanobarer i det synliga till nära-infrarött ljuset." Studenterna ingår i en fysikforskargrupp som leds av biträdande professorn Joseph Herzog.
Detta arbete utforskar de optiska egenskaperna hos rektangulärt formade guldnanopartiklar, i synnerhet hur de sprider ljus och styrkan hos det spridda ljuset nära nanopartikeln. Forskarna bestämde hur variationer i strukturernas geometri påverkade hur de kopplade ihop med ljus, vilket gör det lättare att arbeta med strukturer som inte är helt fyrkantiga. Fynden kan möjliggöra plasmoniska enheter, såsom sensorer, för att vara mer exakt inställd för en specifik applikation.
"Att göra nanostrukturer med perfekt fyrkantiga hörn är svårt med vanliga nanotillverkningstekniker, " sa Ghosh. "I vårt arbete, vi undersökte realistiska strukturer med rundade hörn. Arbetet bestämde skillnaden i resonansvåglängd för runda hörn och skarpa hörnanobarer. Vi upptäckte också hur spektrumet ändras exakt när du gör tjockare nanobarer. Detta avslöjar insikt i en annan dimension av strukturerna som möjliggör mer kontroll och avstämning av dessa plasmoniska nanostrukturer."
