(Phys.org) —El progreso reciente en la ingeniería de estructuras plasmónicas ha permitido nuevos tipos de dispositivos optoelectrónicos a escala nanométrica, así como sensores ópticos de alta resolución. Pero hasta ahora Ha habido una falta de herramientas para medir el comportamiento a escala nanométrica en estructuras plasmónicas que son necesarias para comprender el rendimiento del dispositivo y confirmar modelos teóricos.

"Por primera vez, Hemos medido la absorción infrarroja a escala nanométrica en micropartículas plasmónicas semiconductoras utilizando una técnica que combina microscopía de fuerza atómica con espectroscopía infrarroja. "explicó William P. King, un profesor de Abel Bliss en el Departamento de Ciencia e Ingeniería Mecánica (MechSE) en Illinois. "La espectroscopia infrarroja con microscopio de fuerza atómica nos permite observar directamente el comportamiento plasmónico dentro de las antenas infrarrojas de micropartículas".

El artículo que describe la investigación, "Absorción infrarroja de campo cercano de micropartículas semiconductoras plasmónicas estudiadas mediante espectroscopia infrarroja de microscopio de fuerza atómica, " aparece en Letras de física aplicada .

"Los semiconductores altamente dopados pueden servir como metales plasmónicos flexibles de longitud de onda en el infrarrojo, "señaló Daniel M. Wasserman, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática en Illinois. "Sin embargo, sin la capacidad de visualizar la respuesta óptica en la vecindad de las partículas plasmónicas, solo podemos inferir el comportamiento de campo cercano de las estructuras a partir de su respuesta de campo lejano. Lo que nos brinda este trabajo es una ventana clara al comportamiento óptico de esta nueva clase de materiales en una escala de longitud mucho más pequeña que la longitud de onda de la luz ".

El artículo compara las mediciones de campo cercano y de campo lejano con simulaciones electromagnéticas para confirmar la presencia de resonancia plasmónica localizada. El artículo informa además mapas de alta resolución de la distribución espacial de la absorción dentro de estructuras plasmónicas individuales y la variación a través de matrices plasmónicas.

"La capacidad de medir el comportamiento de campo cercano en estructuras plasmónicas nos permite comenzar a expandir nuestros parámetros de diseño para materiales plasmónicos, "comentó Jonathan Felts, un estudiante graduado de MechSE. "Ahora que podemos medir el comportamiento óptico de características individuales, podemos empezar a pensar en diseñar y probar materiales ópticos más complejos ".