p A ressonância de plasmon de superfície - a vibração coletiva de elétrons na superfície de nanoestruturas metálicas em resposta à excitação com luz ou carga - recentemente ganhou muita atenção da comunidade científica por causa de sua ampla gama de aplicações possíveis, particularmente em fotônica. Mohsen Rahmani e colegas de trabalho do A * STAR Data Storage Institute agora expandiram os usos potenciais desse fenômeno com a descoberta de que a plasmônica de superfície de montagens de nanopartículas se assemelha muito às interações energéticas entre átomos em moléculas bidimensionais. p As propriedades de ressonância dos plasmons de superfície são determinadas pela composição precisa da nanoestrutura, incluindo o metal, o substrato e até a forma da própria estrutura. As interações entre as nanoestruturas quando colocadas juntas também podem alterar significativamente a ressonância do plasmon do sistema. Esta abordagem foi estudada para aplicação no projeto de ressonâncias de plasmon muito nítidas que são altamente sensíveis ao ambiente externo, com usos, por exemplo, na detecção de gás.

p Os pesquisadores estudaram projetos bidimensionais complexos baseados em montagens de quatro nanodiscos de ouro. Com o intervalo entre os discos definido em apenas 18 nanômetros, fortes interações ocorreram entre os modos plasmônicos dos discos individuais. Conceitualmente, essa interação entre os estados ópticos dos nanodiscos de ouro é semelhante à interação eletrônica entre os átomos em uma molécula. “As moléculas planares trigonais imitadas em nosso trabalho estão entre as poucas moléculas planas de ocorrência natural, ”Diz Rahmani.

p Como em uma molécula, as interações entre nanodiscs em um sistema plasmônico levam a múltiplos picos de ressonância plasmônica, em vez do único pico produzido por um único disco isolado. “Com base nessas analogias diretas, nanoestruturas plasmônicas poderiam, portanto, ser uma ferramenta conveniente para estudar as propriedades de moléculas mais complexas, ”Explica Rahmani.

p No futuro, os pesquisadores planejam projetar e fabricar estruturas tridimensionais, o que lhes permitiria estudar uma gama mais ampla de moléculas. Esses estudos podem levar a uma melhor compreensão da teoria orbital molecular em moléculas trigonais planas, e do comportamento dos átomos de carbono nas folhas de grafeno. A analogia entre moléculas e estruturas plasmônicas também poderia ser usada para avançar no desenvolvimento de uma série de dispositivos fotônicos. “A analogia pode beneficiar aplicações em nanolitografia, comutação óptica e espectroscopia não linear, ”Diz Rahmani. Dado o grande número de moléculas disponíveis como projetos para o projeto de propriedades específicas, espera-se que as aplicações potenciais de tais sistemas plasmônicos sejam numerosas e de longo alcance.