La resonancia de plasmón de superficie, la vibración colectiva de electrones en la superficie de nanoestructuras metálicas en respuesta a la excitación con luz o carga, ha ganado recientemente mucha atención de la comunidad científica debido a su amplia gama de posibles aplicaciones. particularmente en fotónica. Mohsen Rahmani y sus colaboradores del A * STAR Data Storage Institute han ampliado ahora los usos potenciales de este fenómeno con su descubrimiento de que la plasmónica superficial de los ensamblajes de nanopartículas se asemeja mucho a las interacciones energéticas entre átomos en moléculas bidimensionales.

Las propiedades de resonancia de los plasmones superficiales están determinadas por la composición precisa de la nanoestructura, incluido el metal, el sustrato e incluso la forma de la propia estructura. Las interacciones entre nanoestructuras cuando se acercan también pueden alterar significativamente la resonancia del plasmón del sistema. Este enfoque ha sido estudiado para su aplicación en el diseño de resonancias de plasmón muy nítidas que son altamente sensibles al entorno externo. con usos, por ejemplo, en detección de gas.

Los investigadores estudiaron diseños bidimensionales complejos basados ​​en ensamblajes de cuatro nanodiscos de oro. Con el espacio entre discos establecido en solo 18 nanómetros, Se produjeron fuertes interacciones entre los modos plasmónicos de los discos individuales. Conceptualmente esta interacción entre los estados ópticos de los nanodiscos de oro es similar a la interacción electrónica entre átomos en una molécula. “Las moléculas planas trigonales imitadas en nuestro trabajo se encuentran entre las pocas moléculas planas naturales, ”Dice Rahmani.

Como en una molécula, las interacciones entre nanodiscos en un sistema plasmónico conducen a múltiples picos de resonancia de plasmón en lugar del único pico producido por un solo disco aislado. "Basado en analogías tan directas, Por lo tanto, las nanoestructuras plasmónicas podrían ser una herramienta conveniente para estudiar las propiedades de moléculas más complejas, ”Explica Rahmani.

En el futuro, los investigadores planean diseñar y fabricar estructuras tridimensionales, lo que les permitiría estudiar una gama más amplia de moléculas. Tales estudios podrían conducir a una mejor comprensión de la teoría de los orbitales moleculares en moléculas trigonales planas, y del comportamiento de los átomos de carbono dentro de las láminas de grafeno. La analogía entre moléculas y estructuras plasmónicas también podría usarse para avanzar en el desarrollo de varios dispositivos fotónicos. “La analogía podría beneficiar las aplicaciones en nanolitografía, conmutación óptica y espectroscopía no lineal, ”Dice Rahmani. Dada la gran cantidad de moléculas disponibles como planos para el diseño de propiedades específicas, Se espera que las aplicaciones potenciales de tales sistemas plasmónicos sean numerosas y de gran alcance.