海因里希·海涅杜塞尔多夫大学 超薄球形水凝胶核层，金颗粒转移到玻璃基底上
信用:HHU /克里斯托夫·卡万 教授领导的研究人员
医生
物理化学研究所的马提亚斯·卡尔格报道了一种开发高度有序颗粒层的简单技术
该小组研究了具有水凝胶状结构的微小可变形球形聚合物珠
水凝胶是水膨胀的三维网络
这种结构被用作婴儿尿布等产品的超级吸收剂，因为它们能够吸收大量液体
在这些水凝胶珠中有微小的金或银颗粒，只有几纳米大小，卡尔格的团队在HHU用金属盐还原法合成了这些颗粒
“我们可以非常精确地调整金颗粒的大小，因为水凝胶外壳对溶解的金属盐是可渗透的，允许金核连续过度生长
“这些核壳粒子的结构可以粗略地与樱桃相比较，樱桃的硬核被柔软的果肉包围
杜塞尔多夫的研究人员使用这些水凝胶珠的稀溶液来制造单层薄膜
他们将珠子涂在水面上，在那里，一个闪闪发光的高度有序的层自组装起来
研究人员将这一层从水面转移到玻璃基板上；这种转移使玻璃基板闪烁
用电子显微镜观察这样一个层，可以发现一个规则的、六边形有序的粒子阵列
“这些是它们外壳中的金粒子，”博士生柯尔斯顿·沃克解释说，“我们看到它们排列在一个高度有序的单层中
“金颗粒通过反射特定波长的可见光来决定涂层的颜色，当从不同角度观察时，可见光会发生干涉，从而产生颜色变化的效果
产生层状结构，(从左):首先，将含有含金颗粒的球形水凝胶核的溶液小心地涂在水面上
这很快形成了一个超薄的闪烁层，随后可以用玻璃基板剥离
信用:HHU /克里斯托夫·卡万 “这些薄层对于光电子学来说非常有趣——我
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，使用光传输和处理数据
用它们来制造微型激光器也是可能的，”教授说
卡尔格
这些纳米激光器只有纳米大小，因此构成了纳米光子学领域的一项关键技术
在发表于《美国化学学会应用材料与界面》的研究中，杜塞尔多夫的研究人员已经克服了这种纳米激光道路上的一个主要障碍
他们通过入射光在金粒子中产生集体共振
这意味着金粒子不是单独激发的；相反，所有被激发的粒子都处于共振状态
这种集体共振是制造激光器的基本前提
颗粒层也很薄
对于光电应用和纳米激光器，共振模式必须在薄层中进一步放大
教授
卡尔格说，“接下来，我们将尝试通过掺杂发射体来进一步放大共振
从长远来看，这也可以让我们实现电动纳米激光器
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