Ondas de carga correndo pelas superfícies de ouro são mostradas para criar rastros que são prontamente manipuláveis
p O brilho de luz polarizada em uma superfície de ouro contendo nanoslits girados em vários ângulos gera ondas em forma de V de plasmons de superfície, conhecido como Cherenkov acorda. Crédito:© 2016 A * STAR Singapore Institute of Manufacturing Technology
p Bidimensional, ondas semelhantes a luz controláveis em uma superfície metálica, criado por pesquisadores e colegas de trabalho A * STAR na Universidade de Harvard, e análogo ao rastro de um barco se movendo na água, têm aplicações potenciais em fotônica em nanoescala. p Uma esteira se forma atrás de um objeto que se move através de um meio mais rápido do que a velocidade com que uma onda viaja nesse meio. Um exemplo é o estrondo sônico criado por um jato supersônico. A versão óptica deste fenômeno, conhecido como radiação Cherenkov, ocorre quando uma partícula carregada se move mais rápido do que a velocidade da luz em um meio. O estranho brilho azul emitido por reatores nucleares imersos em água de resfriamento é causado por esse efeito.
p Agora, Patrice Genevet do Instituto de Tecnologia de Manufatura A * STAR de Cingapura e seus colegas de trabalho geraram o equivalente bidimensional da radiação Cherenkov em um filme de ouro contendo uma fileira de fendas em nanoescala orientadas em vários ângulos.
p Quando a luz polarizada brilha obliquamente no filme de ouro (veja a imagem), ele excita elétrons livres (a 'água') no ouro:isso produz uma onda de carga (o 'barco') que viaja mais rápido ao longo da superfície do que ondas semelhantes à luz conhecidas como plasmons de superfície. Consequentemente, a onda de carga deixa ondas em forma de V de plasmons de superfície em seu rastro (a 'esteira').
p Essas ondas foram difíceis de capturar, pois estão confinadas à superfície do ouro. A equipe abordou isso usando um microscópio de varredura de campo próximo para 'levantar' as ondas da superfície, permitindo que sua intensidade seja medida.
p Usando um conjunto de aberturas nanoestruturadas, os cientistas foram até mesmo capazes de direcionar essas ondas variando os ângulos nanoslite e o ângulo de incidência do feixe de luz. "Tínhamos a sensação de que a onda de carga em curso poderia ser manipulada para controlar o ângulo das esteiras de plasma de superfície, "diz Genevet." Ao ver as primeiras imagens experimentais de campo próximo, percebemos que nossa intuição estava correta. Não há nada mais gratificante do que pegar a visão de um efeito físico e torná-lo realidade. ”Essa controlabilidade será importante para realizar as aplicações práticas do efeito.
p Em particular, o efeito poderia ser usado para criar novos tipos de componentes ópticos baseados em plasmon de superfície, como hologramas plasmônicos e lentes plasmônicas direcionais, Genevet diz. Ele também está animado com o potencial de manipular a luz em pequenas escalas. "Temos a sorte de fazer essa pesquisa quando as nanotecnologias estão realmente decolando, "Genevet diz." A fotônica em nanoescala está tendo um impacto notável na óptica, e esperamos que nossas descobertas ajudem a entender melhor os mecanismos de excitação das ondas eletromagnéticas de superfície. "