p Pesquisadores do NIST Center for Nanoscale Science and Technology (CNST) e da University of Maryland usaram pela primeira vez a ressonância fototérmica induzida (PTIR) para caracterizar nanomateriais plasmônicos individuais a fim de obter mapas de absorção e espectros com resolução em escala nanométrica. A nanoestruturação de materiais plasmônicos permite a engenharia de sua resposta óptica ressonante e cria novas oportunidades para aplicações que se beneficiam de interações aprimoradas de luz-matéria, incluindo detecção, fotovoltaica, fotocatálise, e terapêutica. p O progresso na nanotecnologia é frequentemente possibilitado pela disponibilidade de métodos de medição para caracterizar materiais em escalas de comprimento apropriadamente pequenas. Ao medir a absorção infravermelha em nanoescala, O PTIR fornece informações que não estão disponíveis de outra forma para caracterizar e projetar materiais plasmônicos. O PTIR mede a absorção de luz em um material usando um laser ajustável por comprimento de onda e uma ponta afiada em contato com a amostra como um detector local. Ao contrário de muitos outros métodos que usam pontas em nanoescala para materiais de sondagem, no PTIR, a ponta é passiva e não interfere na medição. Consequentemente, a absorção de luz na amostra pode ser medida diretamente sem a necessidade de um modelo da ponta ou conhecimento prévio da amostra.

p Os pesquisadores coletaram informações de absorção em nanoescala de duas maneiras:primeiro, mapeando a absorção infravermelha durante a varredura de uma ponta em uma amostra sob iluminação de comprimento de onda constante; e em segundo lugar, medindo espectros de absorção específicos do local enquanto faz a varredura de um laser em uma faixa de comprimentos de onda infravermelhos. Usando lasers sintonizáveis ​​que dão aos usuários da instalação CNST a capacidade de variar os comprimentos de onda de 1,55 µm a 16,00 µm, os pesquisadores adquiriram os espectros de absorção infravermelho em nanoescala de ressonadores de ouro, a primeira dessas medições de qualquer nanomaterial plasmônico. Embora as imagens de absorção permitam a visualização imediata e possam ser medidas com outras técnicas, os espectros PTIR fornecem as informações necessárias para interpretar as imagens e guiar os experimentos.

p Materiais plasmônicos como ouro, que têm grande condutividade térmica e coeficientes de expansão térmica relativamente pequenos, eram considerados um desafio para medir usando PTIR porque a técnica se baseia na expansão térmica da amostra para medir a absorção de luz. De acordo com Andrea Centrone, um Líder de Projeto no Grupo de Pesquisa de Energia, "mostramos que a caracterização PTIR não se aplica apenas a isoladores e semicondutores, como demonstrado anteriormente, mas que os metais também são sensíveis a ele. Este é um passo importante para a aplicação da técnica PTIR a uma ampla variedade de dispositivos funcionais. "