Investigadores de TU Graz y la Universidad de Graz presentan el nuevo método de tomografía de plasmón 3-D en Comunicaciones de la naturaleza .

La luz como portadora de información es indispensable para la tecnología de la comunicación moderna. La manipulación controlada de cuantos de luz, los llamados fotones, forman la base para la transmisión inalámbrica o la transferencia de datos en fibras ópticas de vidrio. Debido a la naturaleza ondulatoria de la luz y su límite de difracción, sin embargo, Los componentes ópticos solo pueden enfocar la luz a una escala de micrones (10-6 m). Ulrich Hohenester del Instituto de Física de la Universidad de Graz explica:"Para permitir que los fotones y las nanoestructuras interactúen de manera más eficiente, en el campo de la investigación de la plasmónica, acoplamos luz a una nanopartícula metálica, típicamente hechos de oro o plata. "Dependiendo del tamaño, forma, medio ambiente y material, Se forman nubes resonantes de electrones, los llamados plasmones de superficie. Hohenester continúa:"Esta vibración colectiva de electrones nos permite enfocar la luz a escala nanométrica y, por lo tanto, utilizar una variedad de aplicaciones en tecnología de sensores y energía fotovoltaica".

Imágenes de campos de plasmones

La observación directa de los campos de plasmones solo es posible gracias al microscopio electrónico más potente de Austria:el ASTEM, Microscopio electrónico de transmisión de barrido austriaco, en el Centro de Graz para Microscopía Electrónica. En los últimos años, La microscopía electrónica se ha convertido en un método ideal para medir campos de plasmones. Gerald Kothleitner, jefe del Grupo de Trabajo de Microscopía Electrónica de Transmisión Analítica en el Instituto de Microscopía Electrónica y Nanoanálisis de TU Graz, elabora:"Un haz de electrones de alta energía se mueve cerca de la muestra o la penetra. Los electrones en las proximidades de la muestra experimentan una pérdida de energía, algo que podemos medir espectroscópicamente. Esto da como resultado imágenes bidimensionales de campos de plasmones con una resolución subnanométrica. En este método se pierde información sobre la tercera dimensión a lo largo de la cual se mueven los electrones ".

Avance en 3-D

En el presente trabajo que ha sido publicado en la revista de acceso abierto Comunicaciones de la naturaleza , Los investigadores de NAWI Graz pudieron mostrar por primera vez cómo la tercera dimensión se puede reconstruir completamente en el marco de un proceso de imágenes tomográficas rotando la muestra y procesando una serie de proyecciones bidimensionales inclinadas. Este método funciona de manera similar a la tomografía computarizada usada en medicina y apropiadamente lleva el nombre de tomografía de plasmón 3-D. Kothleitner y Hohenester sobre los efectos de su exitosa investigación:"Mediante el uso de este método novedoso, ahora es posible medir los campos de plasmones de una manera que ayudará a comprender mejor las aplicaciones en los campos de la tecnología de sensores, tecnología de células solares y almacenamiento informático o incluso dar lugar a otros nuevos ".