p Ao medir as propriedades únicas da luz na escala de um único átomo, pesquisadores da Duke University e Imperial College, Londres, acreditam que eles caracterizaram os limites da capacidade do metal em dispositivos que aumentam a luz. p Este campo é conhecido como plasmônica porque os cientistas estão tentando tirar proveito dos plasmons, elétrons que foram "excitados" pela luz em um fenômeno que produz o aumento do campo eletromagnético. O aprimoramento alcançado por metais em nanoescala é significativamente maior do que o obtido com qualquer outro material.

p Até agora, os pesquisadores não conseguiram quantificar as interações plasmônicas em tamanhos muito pequenos, e, portanto, não foram capazes de quantificar as limitações práticas do aumento de luz. Este novo conhecimento dá a eles um roteiro para controlar precisamente a dispersão de luz que deve ajudar no desenvolvimento de dispositivos, como sensores médicos e componentes integrados de comunicações fotônicas.

p Tipicamente, dispositivos plasmônicos envolvem as interações de elétrons entre duas partículas de metal separadas por uma distância muito curta. Nos últimos 40 anos, os cientistas têm tentado descobrir o que acontece quando essas partículas são trazidas cada vez mais perto, em distâncias sub-nanométricas.

p "Fomos capazes de demonstrar a precisão do nosso modelo estudando o espalhamento óptico de nanopartículas de ouro interagindo com um filme de ouro, "disse Cristian Ciracì, pesquisador de pós-doutorado na Escola de Engenharia Pratt de Duke. "Nossos resultados fornecem um forte suporte experimental na definição de um limite superior para o aumento de campo máximo que pode ser obtido com sistemas plasmônicos."

p Os resultados dos experimentos, que foram conduzidos no laboratório de David R. Smith, William Bevan Professor de engenharia elétrica e de computação na Duke, aparecer na capa de Ciência , 31 de agosto 2012

p Ciracì e sua equipe começaram com um filme fino de ouro revestido com uma monocamada ultrafina de moléculas orgânicas, cravejado com cadeias de carbono precisamente controláveis. Esferas de ouro nanométricas foram dispersas no topo da monocamada. O essencial para o experimento era que a distância entre as esferas e o filme pudesse ser ajustada com a precisão de um único átomo. Desta forma, os pesquisadores conseguiram superar as limitações das abordagens tradicionais e obter uma assinatura fotônica com resolução em nível de átomo.

p "Depois de saber o aprimoramento máximo de campo, você pode então descobrir as eficiências de qualquer sistema plasmônico, "Smith disse." Isso também nos permite 'sintonizar' o sistema plasmônico para obter aprimoramentos previsíveis exatos, agora que sabemos o que está acontecendo no nível atômico. O controle sobre esse fenômeno tem ramificações profundas para a óptica não linear e quântica. "

p A equipe do Duke trabalhou com colegas do Imperial College, especificamente Sir John Pendry, que há muito tempo colabora com Smith.

p "Este artigo leva o experimento além do nano e explora a ciência da luz em uma escala de alguns décimos de nanômetro, o diâmetro de um átomo típico, "disse Pendry, físico e co-diretor do Center for Plasmonics and Metamaterials no Imperial College. "Esperamos explorar esse avanço para habilitar fótons, normalmente algumas centenas de nanômetros de tamanho, interagir intensamente com átomos mil vezes menores. "