p Controlar as interações entre a luz e a matéria tem sido uma ambição de longa data para os cientistas que buscam desenvolver e fazer avançar inúmeras tecnologias que são fundamentais para a sociedade. Com o boom da nanotecnologia nos últimos anos, a manipulação da luz em nanoescala tornou-se ambos, um caminho promissor para continuar este avanço, bem como um desafio único devido aos novos comportamentos que aparecem quando as dimensões das estruturas se tornam comparáveis ​​ao comprimento de onda da luz. p Cientistas do Grupo Teórico de Nanofotônica do Departamento de Física e Astronomia da Universidade do Novo México fizeram um novo e empolgante avanço para esse fim, em um esforço de pesquisa pioneiro intitulado "Análise dos Limites do Campo Próximo Produzido por Matrizes de Nanopartículas, "publicado recentemente no jornal, ACS Nano , uma das principais revistas no campo da nanotecnologia. O grupo, liderado pelo Professor Assistente Alejandro Manjavacas, estudaram como a resposta óptica de arranjos periódicos de nanoestruturas metálicas pode ser manipulada para produzir fortes campos elétricos em sua vizinhança.

p As matrizes que estudaram são compostas de nanopartículas de prata, minúsculas esferas de prata que são centenas de vezes menores que a espessura de um cabelo humano, colocado em um padrão de repetição, embora seus resultados se apliquem a nanoestruturas feitas de outros materiais também. Por causa das fortes interações entre cada uma das nanoesferas, esses sistemas podem ser usados ​​para diferentes aplicações, variando de vívido, impressão em cores de alta resolução para biossensor que pode revolucionar a área de saúde.

p "Este novo trabalho ajudará a avançar nas muitas aplicações de matrizes nanoestruturadas, fornecendo insights fundamentais sobre seu comportamento, "diz Manjavacas." Os aprimoramentos de campo próximo que previmos podem ser uma virada de jogo para tecnologias como o biossensibilidade ultrassensível. "

p Manjavacas e sua equipe, composto por Lauren Zundel e Stephen Sanders, ambos alunos de pós-graduação no Departamento de Física e Astronomia, modelou a resposta óptica dessas matrizes, encontrar novos resultados empolgantes. Quando matrizes periódicas de nanoestruturas são iluminadas com luz, cada uma das partículas produz uma resposta forte, que, por sua vez, resulta em enormes comportamentos coletivos se todas as partículas podem interagir umas com as outras. Isso acontece em certos comprimentos de onda da luz incidente, que são determinados pelo espaçamento interpartículas da matriz, e pode resultar em campos elétricos que são milhares, ou mesmo dezenas de milhares, de vezes que a luz brilhou na matriz.

p A intensidade desse aprimoramento de campo depende das propriedades geométricas da matriz, como o espaçamento entre as nanoesferas, bem como o tamanho das próprias esferas. Completamente contra-intuitivo, Manjavacas e seu grupo descobriram que diminuir a densidade de nanopartículas na matriz, seja aumentando o espaçamento entre cada um deles, ou diminuindo seu tamanho, produz melhorias de campo que não são apenas maiores, mas estenda mais longe da matriz.

p "Foi muito empolgante descobrir que a chave para esses enormes aprimoramentos de campo reside, na verdade, em tornar as partículas menores e mais distantes, "diz Zundel sobre a descoberta.

p “A razão para isso é que as interações entre as nanopartículas, e, portanto, a resposta coletiva, é fortalecido, "de acordo com Sanders.