p Uma equipe de pesquisa da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign desenvolveu um romance, nanoantena sintonizável que abre caminho para novos tipos de sistemas optomecânicos baseados em plasmônica, pelo qual o aumento do campo plasmônico pode acionar o movimento mecânico. p "Recentemente, tem havido muito interesse na fabricação de superfícies nanotexturizadas à base de metal que são pré-programadas para alterar as propriedades da luz de uma maneira específica após a luz que entra interagir com ela, "explicou Kimani Toussaint, um professor associado de ciência mecânica e engenharia que liderou a pesquisa. "Para nossa abordagem, pode-se pegar uma estrutura de nanoarray que já foi fabricada e reconfigurar ainda mais a plasmônica, e, portanto, propriedades ópticas de antenas selecionadas. Portanto, pode-se decidir após a fabricação, ao invés de antes, como eles querem que sua nanoestrutura modifique a luz. "

p Os pesquisadores desenvolveram um romance, metal, modelo de matriz de nanoantenna (p-BNA) do tipo pillar-bowtie em pilares (ou postes) de vidro com 500 nanômetros de altura. Ao fazer isso, eles demonstraram que o tamanho da lacuna para p-BNAs individuais ou múltiplos pode ser ajustado para aprox. 5 nm (aproximadamente 4x menor do que o que é atualmente alcançável usando técnicas convencionais de litografia por feixe de elétrons).

p "Em um nível fundamental, nosso trabalho demonstra a manipulação de nanopartículas com base em feixe de elétrons uma ordem de magnitude maior do que anteriormente possível, usando um SEM simples operando com apenas uma fração das energias eletrônicas do trabalho anterior, "disse Brian Roxworthy, que obteve seu doutorado em engenharia elétrica e da computação (ECE) em Illinois e foi o primeiro autor do artigo publicado em Nature Communications .

p "A dramática deformação das nanoantenas que observamos é facilitada por fortes modos plasmônicos em gap excitados pela passagem de elétrons, que dão origem a forças gradientes de magnitude nanoNewton nas partículas de metal constituintes. "

p A equipe de pesquisa interdisciplinar - que incluiu Abdul Bhuiya (estudante de MS em estudante de ECE), Xin Yu (pós-graduação ECE), e K.C. Chow (um engenheiro de pesquisa no Laboratório de Micro e Nanotecnologia) - também demonstrou que o tamanho do gap para p-BNAs individuais ou múltiplos pode ser ajustado para aproximadamente 5 nm (aproximadamente 4x menor do que o que é atualmente alcançável usando litografia de feixe de elétrons convencional técnicas).

p A equipe demonstrou que um feixe de elétrons de um microscópio eletrônico de varredura padrão (SEM) pode ser usado para deformar estruturas de p-BNA individuais ou grupos de p-BNAs em uma sub-matriz com velocidades de até 60 nanômetros por segundo. Uma fibra de cristal fotônico foi usada para gerar supercontínuo (luz quase branca) para sondar a resposta espectral de regiões selecionadas dentro da matriz.

p Os pesquisadores afirmam que a importância deste trabalho é tripla:permite o ajuste da resposta óptica (plasmônica) das nanoantenas, até o nível de uma única nanoantena (aproximadamente 250 nanômetros de diâmetro); pode levar a algo único, dispositivos nanofotônicos espacialmente endereçáveis ​​para detecção e manipulação de partículas, por exemplo; e, fornece uma plataforma fértil para estudar mecânica, eletromagnético, e fenômenos térmicos em um sistema em nanoescala.

p A equipe acredita que a relação de aspecto relativamente alta (altura do pilar para espessura) de 4,2 para os p-BNAs, junto com uma contribuição térmica significativa, permitir conformidade suficiente dos pilares para serem acionados por forças gradientes induzidas por feixe de elétrons. Com base nos experimentos observados, a força do gradiente é estimada em cerca de nanoNewtons.

p "Nosso processo de fabricação mostra pela primeira vez uma maneira inovadora de fabricar estruturas de nanoantena plasmônica sob o SEM, que evita complicações, como efeitos de proximidade de técnicas convencionais de litografia, "Bhuiya disse." Este processo também reduz a lacuna das nanoantenas para ~ 5 nm sob SEM com uma taxa de redução controlada. Com esta nova técnica de fabricação, abre um caminho para estudar fenômenos diferentes que levam a novos campos de pesquisa interessantes. "