p Na busca de explorar propriedades únicas em nanoescala, cientistas do Stevens Institute of Technology desenvolveram uma nova técnica para criar matrizes uniformes de nanoestruturas metálicas. Uma equipe de professores e alunos do Departamento de Física e Engenharia Física, liderado pelo Dr. Stefan Strauf, métodos apropriados de litografia holográfica para demonstrar uma nova abordagem para aumentar a escala de fabricação de matrizes nanogap plasmônicas, reduzindo simultaneamente custos e infraestrutura. Um artigo sobre a técnica apareceu recentemente em Nano Letras 11, 2715 (2011). p "O Prof. Strauf está fazendo pesquisas na vanguarda da física, "diz o Dr. Rainer Martini, Diretor do Departamento de Física e Engenharia Física. "Seu laboratório está produzindo descobertas de pesquisa com impacto muito além de seu próprio campo, além de fornecer excelentes oportunidades de aprendizado e publicação para alunos de graduação e pós-graduação."

p Matrizes de nanogap plasmáticos são nanoestruturas metálicas essencialmente colocadas uniformemente que apresentam uma pequena lacuna de ar entre os vizinhos. Ao criar campos elétricos fortemente confinados sob iluminação óptica, essas pequenas lacunas de ar permitem que os cientistas usem as matrizes em uma variedade de aplicações, particularmente na miniaturização de circuitos fotônicos e detecção ultrassensível. Esses sensores podem ser usados ​​para detectar a presença de proteínas ou produtos químicos específicos até o nível de moléculas individuais, ou empregado em microscopia de alta resolução. Circuitos nanofotônicos, capaz de transmitir grandes quantidades de informações, são considerados cruciais para trazer a era de processamento exaflop e uma nova geração em poder de computação.

p As técnicas de fabricação estabelecidas para matrizes de nanogap se concentraram em métodos seriais, que consomem tempo, têm um baixo rendimento, e são, conseqüentemente, caros. Litografia holográfica (HL), uma abordagem óptica que aproveita os padrões de interferência de feixes de laser para criar padrões periódicos, foi demonstrado anteriormente para criar recursos de sub comprimento de onda. A equipe do Dr. Strauf avançou a metodologia HL usando a interferência de quatro feixes e o conceito de uma rede composta para criar formas duplas sintonizáveis ​​em um modelo de polímero, resultando em lacunas de ar metálicas até 7 nm, setenta vezes menor do que os comprimentos de onda da luz laser azul utilizada para escrever os recursos.

p Os cientistas de Stevens ampliaram a utilidade do HL para criar lacunas com resultados comparáveis ​​às laboriosas técnicas de fabricação em série, como litografia por feixe de elétrons ou moagem por feixe de íons focalizado. Além de ser um método de produção mais simples e econômico, sua técnica não requer uma sala limpa e atualmente atinge 90% de uniformidade no padrão de matriz. Portanto, essas inovações fornecem a base para fazer alta qualidade, arrays em grande escala a uma velocidade maior e a um custo menor do que se imaginava anteriormente.

p "Este projeto de pesquisa me deu a oportunidade de me tornar um especialista com a técnica HL, "diz Xi Zhang, o primeiro autor do artigo Nano Letters e um candidato a doutorado. Xi e seus colegas estudantes agora estão medindo os efeitos de espalhamento Raman aprimorado pela superfície (SERS) que resultam dessas matrizes e continuam a melhorar a uniformidade das matrizes durante a fabricação. "Acabamos de obter alguns resultados excelentes do primeiro experimento SERS, e certamente há mais artigos para acompanhar, " ela diz.

p Dr. Strauf é Diretor do Laboratório de NanoFotônica (NPL) em Stevens, onde supervisiona pesquisas de ponta nas áreas de nanofotônica de estado sólido e nanoeletrônica. A pesquisa no laboratório inclui o desenvolvimento de métodos de fabricação para materiais em nanoescala e aplicações de dispositivos quânticos. Projetos recentes de NPL resultaram em artigos publicados sobre pontos quânticos e grafeno. O laboratório recebeu financiamento para projetos do Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea e duas bolsas de instrumentação da National Science Foundation. O Dr. Strauf também recebeu o prestigioso prêmio NSF CAREER.