Los plasmónicos son fenómenos ópticos especiales que se entienden como interacciones entre la luz y la materia y poseen diversas formas, composiciones materiales y comportamientos relacionados con la simetría. El diseño de tales estructuras plasmónicas a nivel de nanoescala puede allanar el camino para materiales ópticos que respondan a la orientación de la luz (polarización), algo que no es fácilmente alcanzable en el tamaño masivo y en los materiales existentes.
En este sentido, el "crecimiento de sombras" es una técnica que utiliza la deposición al vacío para producir nanopartículas a partir de una amplia gama de formas 2D y 3D a nanoescala. Los recientes avances en la investigación para controlar este efecto de sombra han ampliado las posibilidades para la creación de diferentes nanoestructuras.
Ahora, en estudios gemelos dirigidos por el profesor asistente Hyeon-Ho Jeong del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju (GIST), República de Corea, los investigadores han arrojado luz sobre los recientes avances en técnicas de crecimiento en sombra para nanomateriales plasmónicos híbridos, incluido el reloj. diseños inspirados que contienen magnesio (Mg).
Los estudios fueron publicados en Materiales Avanzados el 25 de marzo de 2022 (con Jang-Hwan Han y Doeun Kim como coautores principales y el profesor Peer Fischer y el Dr. Jeong como coautores correspondientes) y Materiales ópticos avanzados el 20 de noviembre de 2023 (con Juhwan Kim y Jang-Hwan Han como coautores y el Dr. Jeong como autor correspondiente), respectivamente.
El efecto de sombra aquí se refiere a la presencia de áreas "oscuras" en una superficie que están ocultas por moléculas "semillas" y, por lo tanto, inaccesibles para la deposición de materiales vaporizados, muy parecidas a las áreas de sombra donde la luz no puede llegar.
Profundizando en esto, el Dr. Jeong dice:"Dado que estas áreas sombreadas son las regiones donde no se puede depositar el material, se puede formar una serie de nanoestructuras tridimensionales. Esta formación depende del tamaño de la semilla, el espacio entre las semillas , y la inclinación del sustrato."
Además, dice Doeun Kim, Ph.D. estudiante, "La creación de nanoestructuras únicas está influenciada por la introducción de rotación durante el proceso, basada en la velocidad, el tiempo y el ángulo de rotación, formando finalmente nanoestructuras tridimensionales".
En el primer estudio (que aparece como artículo de portada), el equipo mostró la producción de varias nanoestructuras utilizando una técnica específica de crecimiento de sombras conocida como deposición de ángulo oblicuo. Estas estructuras exhiben propiedades ópticas sintonizables logradas mediante modificaciones adecuadas en su material, forma y entorno.
Su revisión también enfatiza una amplia gama de aplicaciones potenciales, incluidos nano y microrobots para la curación de heridas y la administración de medicamentos en el cuerpo humano, dispositivos fotónicos y espectroscopia quiral, entre otros.
Para el estudio posterior, el equipo creó rotámeros 3D (moléculas con disposiciones rotacionales específicas) capaces de realizar polarización tanto lineal como circular, además de almacenar una cantidad significativa de información.
Este diseño inspirado en un reloj implica colocar dos nanobarras hechas de Mg en un cierto ángulo modificable, asemejándose a las manecillas de las horas y los minutos de un reloj. Estas nanoestructuras también son prometedoras para diversas aplicaciones, como la verificación segura de elementos como billetes, dispositivos antifalsificación y pantallas capaces de pasar a los estados ópticos deseados, según sea necesario.
Hablando de estos desarrollos y visualizando el futuro de los plasmónicos, el Dr. Jeong dice:"Estos rotámeros pueden tener una utilización potencial en funciones físicamente no clonables, un área actualmente bajo investigación intensiva para garantizar niveles de seguridad sólidos de hardware, como PC o servidores". /P>
Doctor. El estudiante Juhwan Kim añade:"En particular, la capacidad de filtrar selectivamente fuentes de luz ultravioleta y longitudes de onda visibles específicas dependiendo del estado de polarización también se puede utilizar en gafas y ventanas para proteger los ojos y la piel bloqueando los rayos ultravioleta de la luz solar".
Más información: Jang‐Hwan Han et al, Ingeniería de nanoestructura plasmónica con crecimiento de sombras, Materiales avanzados (2022). DOI:10.1002/adma.202107917
Juhwan Kim et al, Nanorrotámeros plasmónicos con coloración resuelta por polarización programable, Materiales ópticos avanzados (2023). DOI:10.1002/adom.202301730
Información de la revista: Materiales avanzados , Materiales ópticos avanzados
Proporcionado por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju
