FIKON. 1. (a) Schematisk representation av enheten med plan LC. Enheten består av ett glassubstrat belagt med ITO med en nanopartikelmatris tillverkad på toppen och täckt av ett PS-inriktningsskikt. LC-skiktet hålls på plats ovanpå PS av ett andra glassubstrat belagt med ITO och ett PI-inriktningsskikt. Gnidningsriktningarna för inriktningslagren indikeras av de orange pilarna med dubbla huvuden. Den extraordinära optiska axeln är parallell med LC-inriktningen, som i detta fall är längs y-axeln. (b) Schematisk representation av samma enhet under applicering av en elektrisk potential och som visar en homeotropisk LC. (c) Fotografi av två enheter som visas som två kvadrater av arrayer med olika nanorodstorlekar men lika arraydelningar. Vinkeln med vilken bilden togs gjorde det möjligt för diffraktionen av blå våglängder att komma in i kameran, därav färgen på partikelmatriserna. (d) Svepelektronmikroskopbild av partikelmatrisen med nanoroddimensioner
Manuskriptet "Electric tuning and switching of the resonant response of nanoparticle arrays with liquid crystals" av Erik van Heijst och medarbetare (PSN) har valts ut som utvald artikel och tidskriftsomslag i det senaste numret av Journal of Applied Fysik och en SciLight-artikel har skrivits av American Institute of Physics. I den här artikeln visas hur kollektiva plasmoniska resonanser kan styras elektriskt med flytande kristaller. Detta är det första manuskriptet av EHCI och ICMS tillsammans. Erik van Heijst gjorde sitt arbete som en del av sin examensforskning på avdelningen för tillämpad fysik och kemiteknik där han tog dubbelexamen förra året.
Plasmoniska resonanser i metalliska nanopartiklar har visat lovande för ett brett spektrum av applikationer, inklusive nanolasrar och extremt känsliga biosensorer i nanostorlek. Området plasmonik har sett stadiga förbättringar mot aktiv kontroll över resonanser med hjälp av brytningsindexet för materialet mellan nanopartiklar.
Van Heijst et al. designade, konstruerade och analyserade en avstämbar enhet som kombinerar nanopartikelmatriser som stöder kollektiva ytgitterresonanser (SLR) med flytande kristaller. Genom att utnyttja inställningsförmågan hos flytande kristaller och effekten av omgivningens brytningsindex på SLR:er, kan den optiska responsen hos arrayen styras elektriskt genom att växla mellan tillstånden i den flytande kristallen. Den resulterande snabba och reversibla spektralinställningen ger användarna en stor grad av kontroll över SLR-våglängden.
Smala kollektiva resonanser inom arrayer är nyckelfunktioner i enhetens förmåga att ställa in resonans med sådan kontroll.
"Eftersom vi har smala kollektiva resonanser är förändringarna i brytningsindex som vi kan inducera med den flytande kristallen tillräckliga för att förskjuta resonansen nästan hela dess bredd", säger författaren Jaime Gómez Rivas.
Trots att de har delokaliserats med avseende på de individuella nanopartiklarna, uppvisar de hybrida plasmoniska-fotoniska moden av SLR:er stora förbättringar av det elektriska fältets intensitet.
Experimentellt fann gruppen att SLR-energiskiftet var mindre än vad som indikerades i simuleringar, vilket de tillskriver den grova ytan på indiumtennoxidelektroderna och den ofullkomliga inriktningen av flytande kristaller som påtvingats av nanopartikelstrukturen.
Gruppen syftar till att ställa in emissionen av molekyler dispergerade i den flytande kristallen, som sedan kan kopplas till den kollektiva resonansen och i slutändan tillåta en förändring i kristallorienteringen. + Utforska vidare
