Plasmones, que son ondas de densidad de electrones, son de gran interés para los científicos puros y aplicados debido a sus nuevas propiedades, y por su aplicación a las tecnologías fotónicas y de detección. Estas aplicaciones son posibles porque los plasmones son sensibles a las propiedades de la superficie, y permitir la concentración de campos eléctricos en pequeños volúmenes. Fabricar las intrincadas nanoestructuras necesarias para soportar plasmones, sin embargo, ha demostrado ser un desafío. Ahora una técnica de fabricación sencilla, capaz de generar estructuras nanogap que soportan plasmones en grandes áreas, ha sido demostrado por Wakana Kubo y Shigenori Fujikawa del Centro de Innovación RIKEN, Wako y la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología.

Los investigadores fabricaron muchas copias de una estructura que consta de dos cilindros de oro verticales anidados, con los cilindros separados por decenas de nanómetros. Esta estructura, llamado "nanopilar doble", fue diseñado para soportar un campo eléctrico altamente concentrado en el espacio entre los cilindros, en respuesta a la iluminación con luz. Cuando el espacio se llenó con un líquido o gas, las propiedades ópticas del nanopilar doble cambiaron, convirtiéndolo en un sensor útil.

Típicamente, Las estructuras estrechamente separadas, como el nanopilar doble, se fabrican individualmente tallando una capa de polímero con un haz de electrones. pero este proceso es lento y solo puede modelar áreas pequeñas. En su lugar, Fujikawa y sus colegas utilizaron un proceso de recubrimiento basado en plantillas. Grabaron una oblea de silicio para hacer un molde de agujeros espaciados periódicamente, y aplicó el molde a una película de polímero suave, dando como resultado una serie de pilares de polímero. Luego recubrieron estos pilares con una capa de oro, seguido de un espaciador, y una segunda capa de oro. Finalmente, quitaron la película de polímero y las capas espaciadoras, dejando una matriz de nanopilares doble (Fig. 1). Usando este proceso, los investigadores pudieron hacer un área estampada tan grande como la plantilla original, y adaptarlo para incluir diferentes materiales espaciadores con espesores finamente controlados.

Kubo y Fujikawa probaron los nanopilares dobles como sensores de índice de refracción, que mostraron sensibilidades que eran mayores que los sensores que tenían áreas de superficie metálica equivalentes, pero que no tenía una brecha a nanoescala. Esta comparación demostró que el campo eléctrico en los nanopilares dobles estaba realmente muy concentrado. El nuevo proceso de fabricación marca solo el comienzo de un programa de investigación extendido, dice Fujikawa. “No entendemos completamente el comportamiento óptico de estas nanoestructuras, ”, Explica. “Buscaremos colaboraciones con otros investigadores para investigarlos más a fondo, e intentaremos incluir magnéticos, materiales eléctricos y orgánicos en nuestro proceso ".