p A manipulação de luz em nanoescala em junções de microscópio de tunelamento de varredura é obtida pela nanofabricação de pontas de ouro usando uma técnica de feixe de íons focalizado. Pesquisadores do Instituto Fritz-Haber, Berlim, Alemanha, demonstraram que um espectro de nanolight em uma junção plasmônica em nanoescala pode ser modulado com pontas Fabry-Pérot plasmônicas. O controle preciso de nanolight é de relevância fundamental para imagens em nanoescala e espectroscopia para investigar a estrutura, dinâmica, e as propriedades optoeletrônicas de nanomateriais e moléculas individuais. p A resolução espacial da microscopia óptica e espectroscopia é determinada por quanto se pode confinar a luz no espaço, que geralmente é restrito a cerca de meio micrômetro, na melhor das hipóteses, devido ao limite de difração. Contudo, a luz pode ser confinada em escala nanométrica usando nanoestruturas metálicas por meio da excitação de ressonância plasmônica de superfície localizada (LSPR). Ter tal nanolight em uma ponta metálica afiada é particularmente útil porque pode ser usado em luminescência de tunelamento de varredura (STL) e microscopia óptica de campo próximo de varredura do tipo de espalhamento (s-SNOM) realizando imagens em nanoescala e espectroscopia para observar nanomateriais e até mesmo um único moléculas. Contudo, a manipulação precisa de nanolight na junção em nanoescala continua sendo um problema importante. Como a natureza do nanolight (LSPR) é determinada pela estrutura nanoscópica da ponta, sua manipulação requer uma técnica de processamento fina em nanoescala. Além disso, nanolight confinado em nanocavidades é de importância fundamental devido ao forte efeito de aprimoramento de um campo eletromagnético, que permite imagens em nanoescala ultrassensíveis e espectroscopia.

p Uma equipe de pesquisa do Instituto Fritz-Haber em Berlim, liderado pelo Dr. Takashi Kumagai, agora demonstrou que a manipulação do espectro nanolight pode ser alcançada moldando com precisão pontas de ouro plasmonic com uma técnica de moagem de feixe de íons focado (FIB). Como uma demonstração exemplar, eles produziram uma ponta muito afiada com uma única ranhura em seu eixo, como mostrado na imagem do microscópio eletrônico de varredura. A resposta espectral de nanolight confinado na nanocavidade formada pela ponta ranhurada e uma superfície de prata atomicamente plana foi investigada usando STL, isto é, a combinação de espectroscopias eletrônicas e ópticas usando microscopia de tunelamento de varredura. Os espectros STML com as pontas ranhuradas exibem uma modulação característica resultante da interferência do tipo Fabry-Pérot de polaritons de plasmon de superfície (SPPs) na haste da ponta conforme a formação da onda estacionária é visualizada na simulação eletrodinâmica.

p A modulação espectral pode ser controlada com precisão pela posição da ranhura no eixo. Eles também demonstraram que a interferência SPP Fabry – Pérot pode ser melhorada otimizando o formato geral da ponta.

p Este trabalho mostra um grande potencial da combinação de técnicas de varredura de sonda e nanofabricação de pontas plasmônicas usando FIB para estudar a natureza das interações nanolight e luz-matéria em nanocavidades, que são uma importante fronteira de plasmônica e nanoótica. Além disso, as pontas plasmônicas fabricadas com FIB são geralmente aplicáveis ​​às técnicas de s-SNOM, abrindo assim o caminho para imagens em nanoescala e espectroscopia com alto grau de precisão. Além disso, o controle espectral do campo próximo intenso no ápice das pontas plasmônicas pode abrir novas oportunidades para a realização de fontes pontuais de elétrons disparadas por laser coerentes para microscopia eletrônica de baixa energia e técnicas de holografia.