p Certas nanoestruturas metálicas são conhecidas por exibir uma característica espectral distintamente assimétrica. Este recurso característico, conhecido como ressonância Fano, tem atraído uma quantidade considerável de atenção devido ao seu potencial em aplicações de detecção. p A ressonância da fano é causada pela interferência de dois modos próprios (modos de excitação de elétrons), portanto, sua forma e comprimento de onda são sensíveis a pequenas variações no ambiente. Uma pequena mudança no índice de refração, por exemplo, pode levar a uma grande mudança na ressonância de Fano.

p Até aqui, a maioria das estruturas metálicas usadas para gerar ressonâncias Fano foram feitas de ouro. O comprimento de onda de tais ressonâncias Fano é tipicamente na região infravermelha, o que não é ideal para aplicações práticas de detecção. Jing Bo Zhang e colegas de trabalho do A * STAR Data Storage Institute propuseram agora uma nanoestrutura de anel de disco duplo de prata para gerar ressonância Fano na faixa visível.

p A nanoestrutura compreende um anel de disco duplo que consiste em dois discos de prata, medindo dezenas de nanômetros de largura, colocado dentro de um anel de prata. Os pesquisadores calcularam os modos ópticos das estruturas usando o método de domínio de tempo de diferenças finitas (FDTD). Eles descobriram que o acoplamento entre um dos modos próprios de disco duplo e um dos modos próprios do anel produz uma ressonância Fano logo abaixo de 700 nanômetros de comprimento de onda, bem dentro do espectro visível.

p A forma e o comprimento de onda da ressonância de Fano podem ser ajustados com precisão variando os parâmetros geométricos que definem a estrutura do anel de disco duplo. A principal capacidade de um sensor de biomolécula é sua reação a uma mudança no ambiente. Os cálculos mostraram que, ao aumentar o índice de refração do ambiente, a ressonância de Fano é fortemente deslocada para o vermelho. Isso é para simular um caso em que uma camada fina de um material dielétrico, como uma camada de biomoléculas específicas, é assumido para cobrir a nanoestrutura.

p Os cálculos eram promissores, mas precisavam ser verificados experimentalmente. Os pesquisadores usaram litografia de feixe de elétrons e técnicas de nanoprocessamento correspondentes para fabricar anéis de disco duplo de prata em quartzo e, de fato, observaram a ressonância de Fano na faixa de luz visível.

p A observação da ressonância Fano e sua sensibilidade às mudanças ambientais na faixa visível é um resultado importante para aplicações de detecção. Os pesquisadores pretendem melhorar ainda mais o design da nanoestrutura. “Já determinamos e fabricamos a geometria ideal de estruturas de anel de disco duplo para biossensor, ”Diz Zhang. “Em seguida, vamos funcionalizar a superfície da estrutura quimicamente para examinar e melhorar o poder de detecção experimentalmente.”