Particulele de aur retin lumina la scara de nanoparticule

0

O echipa multidisciplinara de cercatatori de la the Centre d’Elaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (CEMES, CNRS), in colaborare cu fizicieni din Singapore si chimisti din Bristol (Marea Britanie), au demonstrat ca nanoparticulele cristaline de aur s-au aliniate si apoi fuzionate in lanturi lungi pot fi folosite pentrua retine energia luminii pana la scara nanometrica in timp ce permit propagarea undelor lungi. Lucrarea lor a fost publicata online pe website-ul Nature Materials in data de 26 octombrie.

Lumina poate fi folosita pentru a transmite informatie. Aceasta proprietate este, de exemplu, folosita in cazul fibrelor optice si este o alternativa interesanta la microelectronice. Folosind lumina se imbunatateste rata de transfer si se reduce pierderea de energie cauzata de incalzire, atunci cand se foloseste un semnal electric. Totusi, inca sunt cateva obstacole de depasit, in special partea de miniaturizare: fibra optica face dificila retinerea luminii la volume mai mici de un micrometru (10-6 meteri).

Electronii se misca liber prin metale si cateodata incep sa oscileze in mod colectiv la suprafata sub efectul luminii, in cazul metalelor nobile precum aurul si argintul. Proprietatile unor asemenea oscilatii colective, cunoscute sub numele de plasmoni, au construit in ultimii 20 de ani drumul catre retinerea lungimilor de unda submicrometrice a energiei luminoase. Transmitand fotonii incarcati de energie catre electroni in miscare este posibil sa transportam informatie in structuri mai mici decat fibra optica. Pentru a obtine o retinere si mai performanta, plasmonica se concentreaza acum pe proprietatile optice ale nanoparticulelor cristaline. Suprafata neteda cristalina previne dereglarea oscilatiilor electronilor si reduce piererile de energie. Exploatand proprietatile unor asemenea nanoparticule ar trebui sa faca posibila in mod simultan retinerea in regiunea nanometrica si transoportul informatiei de catre undele lungi.

In acest studiu, cercetatorii au demosntrat faptul ca atunci cand nanoparticulele de aur cu un diametru de 10 nanometri sunt aliniate intr-un lant, plasmonii pe care ii transporta genereaza oscilatii specifice care sunt conductive pentru propagarea retinuta. Totusi, se pierde energie la trecerea dintre fiecare doua nanoparticule. Cu toate ca aceasta caracteristica poate fi exploatata pentru unele aplicatii ce au nevoie de o sursa de caldura extrem de bine localizata, mai ales in medicina, aceasta nu este conductiva la propagarea undelor lungi.

Cercetatorii au fuzionat atunci cu atentie nano-paturile, concentrand o raza extrem de conccentrata de electroni asupra lor, formand in acest fel o retea cristalina continua. Ei au observat atunci ca pierderile de energie s-a redus, iar plasmonii erau liberi sa oscileze pe distante extrem de lungi, ramanand in zona de diametru al nanoparticulelor. In cadrul acestei paturi de legaturi, avand o latime de aproximativ 10 nanometri, informatie poate circula aproximativ 4000 de nanometri.

Aceasta munca, rezultat al unei colaborari pe termen lung cu echipele din Bristol si Singapore, ar ptea conduce la o miniaturizare extrema a luminii ghidate si la un nou mod de aplicare in cazul senzorilor, de exemplu in cazul fotovoltaicelor sau in telecomunicatii.

sursa:

Află cum să scapi de oboseală și să-ți crești nivelul de vitalitate

Share.

About Author

Razvan este arhitect, ca si formare, un spirit-ghid, ca si chemare.

Leave A Reply

Citește articolul precedent:
coperta articol
KARMA, UN GPS SPIRITUAL

  ”Însăşi karma va conduce spre noi ceea ce, mai devreme sau mai târziu, avem de făcut. Atunci când va...

Închide