Edullista perustaa plasmoniikalle

Berkeley Labin ja University of California (UC) Berkeleyn tutkijat ovat ohjailleet ensimmäistä kertaa nanohiukkasten itseasentumista laitevalmiiksi materiaaliksi.

Tutkijoiden kehittämä suhteellisen helppo ja edullinen tekniikka perustuu nanopartikkeleiden ja polymeeristen supramolekyylien sekoitukseen, josta he tuottivat monikerroksia ohutkalvoja joissa on vahvasti järjestäytyneitä yksi-, kaksi- tai kolmiulotteisia kultananopartikkeleiden ryhmiä. Supramolekyyli on ryhmä molekyylejä, joka toimii kuin yksittäinen molekyyli

Nanopartikkeleita voidaan puolestaan ajatella keinotekoisina atomeina, joilla on ainutlaatuiset optiset, sähköiset ja mekaaniset ominaisuudet. Jos nanohiukkaset saadaan luontoa matkien, rutiininomaisesti kokoamaan itsensä monimutkaisiksi ​​rakenteiksi niin tekniikan avulla voitaisiin rakentaa massatuotantona laitteita, jotka ovat tuhat kertaa pienempiä kuin nykypäivän mikroteknologialla saadaan aikaan.

Tutkijoiden kehittämillä ohutkalvoilla on paljon mahdollisia sovelluksia monilla aloilla, kuten tietokoneiden muistit, pienenergian keruu ja varastointi, etätunnistus, katalyysi, valon hallinta ja erityisesti uuden esiin nousevan plasmoniikan sovelluskentällä.

Tuotettujen kalvojen paksuus on 100 - 200 nanometriä ja niissä on kerroksellisia tai sylinterimäisiä mikroalueita joissa on hyvin järjestäytyneitä nanohiukkasten hiloja. Kultananohiukkasten välinen etäisyys on 8 -10 nanometriä, mikä tuottaa kiinnostavia mahdollisuuksia plasmoniikan suhteen toteavat tutkijat tiedotteessaan.

Plasmoniikka perustuu optisesti luotujen vapaiden elektronien aaltoon, joka etenee metallin ja eristeen rajapinnassa. Tällainen pintaplasmoni voidaan tuottaa valaisemalla rajapintaa optisella säteellä, joka on viritetty materiaalin resonanssiin.

Tämän tekniikan suhteen on suuria odotuksia nopeiden tietokoneiden ja optisen mikroskopian parissa mutta suurena haasteena on ollut kehittää metamateriaalia, jossa on tarkoitukseen parhaiten sopivia jalometallisia nanohiukkasia, kuten kultaa.