Si está buscando una técnica para maximizar la salida de fotones de los plasmones, parada. Se necesitan dos para discutir.

Los físicos de la Universidad de Rice se encontraron con un fenómeno que aumenta la luz de un dispositivo a nanoescala más de 1, 000 veces mayor de lo que anticiparon.

Al mirar la luz procedente de una unión plasmónica, un espacio microscópico entre dos nanocables de oro, hay condiciones en las que la aplicación de energía óptica o eléctrica individualmente provocó solo una pequeña cantidad de emisión de luz. Aplicando ambos juntos, sin embargo, provocó un estallido de luz que superó con creces la salida bajo cualquier estímulo individual.

Los investigadores dirigidos por el físico de Rice Douglas Natelson y los autores principales Longji Cui y Yunxuan Zhu encontraron el efecto mientras seguían experimentos que descubrieron que la conducción de corriente a través de la brecha aumentaba la cantidad de electrones 'portadores calientes' emisores de luz en los electrodos.

Ahora saben que agregar energía de un láser a la misma unión la hace aún más brillante. El efecto podría emplearse para fabricar interruptores nanofotónicos para chips de computadora y para fotocatalizadores avanzados.

Los detalles aparecen en la revista American Chemical Society. Nano Letras.

"Se sabe desde hace mucho tiempo que es posible obtener una emisión de luz de estas estructuras diminutas, ", Dijo Natelson." En nuestro trabajo anterior, Demostramos que los plasmones juegan un papel importante en la generación de portadores de carga muy calientes, equivalente a un par de miles de grados ".

Los plasmones son ondas de carga que transportan energía, y cuando se activa, fluyen a través de la superficie de ciertos metales, incluido el oro. En el mecanismo impulsado por voltaje, los electrones hacen un túnel a través del espacio, plasmones emocionantes, lo que lleva a que los electrones calientes se recombinen con los "huecos" de electrones y emitan fotones en el proceso.

Aunque el efecto parecía dramático en ese momento, palideció en comparación con el nuevo descubrimiento.

"Me gusta la idea de '1 + 1 =1, 000, '", Dijo Natelson." Usted hace dos cosas, cada uno de los cuales no le da mucha luz en este rango de energía, pero juntos vaca santa! Sale mucha luz ".

Los mecanismos específicos merecen un estudio más a fondo. él dijo. Una posibilidad es que los impulsores ópticos y eléctricos se combinen para mejorar la generación de electrones calientes. Una alternativa es que la emisión de luz reciba un impulso a través de la dispersión electrónica Raman anti-Stokes. En ese proceso, la entrada de luz solicita a los operadores calientes ya entusiasmados que se relajen de nuevo a sus estados básicos, liberando más fotones.

"Algo interesante está sucediendo allí, donde cada una de estas excitaciones individuales no es suficiente para darte la cantidad de luz que sale, ", Dijo Natelson." Pero júntelos y la temperatura efectiva es mucho más alta. Esa es una posible explicación:que la salida de luz es una función exponencial de la temperatura. Alcanzar esa temperatura efectiva lleva cientos de femtosegundos.

"El mecanismo Raman es más sutil, donde entra la luz, toma energía del voltaje, y hojas de luz aún más fuertes, ", dijo." Eso sucede aún más rápido, por lo que un experimento dependiente del tiempo probablemente podría ayudarnos a descubrir el mecanismo dominante.

"La razón por la que es genial es que puedes, en principio, acoplar el accionamiento eléctrico y la luz que entra para hacer todo tipo de cosas, ", Dijo Natelson." Si la imagen de la portadora caliente es correcta, existe la posibilidad de hacer química interesante ".

Los coautores del artículo son Peter Nordlander, la Cátedra Wiess de Física y Astronomía y profesor de ingeniería eléctrica e informática y de ciencia de materiales y nanoingeniería en Rice, y Massimiliano Di Ventra, profesor de física en la Universidad de California, San Diego. Cui, un ex becario postdoctoral en Rice, ahora es profesor asistente de ingeniería mecánica y ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Colorado Boulder. Zhu es un estudiante de posgrado en Rice. Natelson es presidente y profesor de física y astronomía y profesor de ingeniería eléctrica e informática y de ciencia de materiales y nanoingeniería.