林克平大学 大约数十亿个纳米圆盘沉积在1 cm2的面积上
它们中的每一个都对入射光起反应,产生等离子体激元
学分:林平大学 有机电子学实验室的有机光子学和纳米光学组的研究人员已经开发出了由导电聚合物制成的光学纳米天线
这些天线可以开关,这将使一种全新的可控纳米光学元件成为可能
当光与金属纳米粒子相互作用时,等离子体激元产生
入射光引发粒子中电子的集体振荡,即统一的向前和向后运动
这种集体振荡就是等离子体激元
世界各地的许多研究小组研究了金属纳米结构及其在纳米尺度上形成光的能力,用于例如生物传感器和能量转换装置,以及增强其他光学现象
其他潜在的应用领域包括微型医疗设备和窗户,这些设备和窗户可以控制进入建筑物或从建筑物发出的光和热量
在《自然纳米技术》的一篇文章中,林克平大学的科学家展示了光学纳米天线,它由导电聚合物制成,而不是传统的金属,如金或银
在这种情况下,他们使用了PEDOT的变体,这是一种在许多其他领域广泛使用的聚合物,包括热电和生物电子学
有机电子学实验室的有机光子学和纳米光学小组组长马格努斯·琼森说:“我们表明,光可以在有机材料的纳米结构中转化为等离子体。”
陈尚志,博士生,有机电子学实验室有机光子学和纳米光学组组长马格努斯·琼森
链接平大学
功劳:托尔犹豫不决 然而,在导电聚合物中产生等离子体激元的不是电子,而是极化子
聚合物由一长串相连的原子组成,在研究人员研究的导电聚合物中,聚合物链上的正电荷决定了电导率
这些正电荷与相关的链分布一起形成极化子,当光入射到纳米结构上时,极化子开始集体振荡
马格努斯·琼森说:“我们的有机天线可以对可见光透明,同时对波长稍长的光有反应,这使得它们对智能窗户等应用很感兴趣。”
研究人员最初进行理论计算,并使用模拟来设计实验,随后他们能够进行实验
该小组的博士生陈尚志已经成功地在一个表面上制作了数十亿个纳米大小的有机导电材料圆盘
这些小圆盘对光起反应,充当微型天线
研究人员已经表明,圆盘的直径和厚度决定了它们对光的反应频率
因此,可以通过改变盘的几何形状来控制该波长
圆盘越厚,频率越高
他们还希望通过改变使用的聚合物来增加纳米天线反应的波长范围
塑料中的等离子体
功劳:托尔犹豫不决 他们探索的另一项创新是开关有机纳米天线的能力,这是传统金属难以做到的
实验室制造的材料最初处于氧化状态,纳米天线被打开
“我们已经表明,当我们通过将材料暴露在蒸汽中来减少材料时,我们可以切断传导,这样也可以切断天线
如果我们用例如硫酸对它进行再氧化,它就会恢复导电性,纳米天线就会再次开启
目前这是一个相对缓慢的过程,但我们已经迈出了第一步,并表明这是可能的,”马格努斯·琼森说
“虽然这是基础研究,但我们的研究结果使一种新型可控纳米光学元件成为可能,我们相信这种元件可以用于许多应用
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