Nano-argiaren bila

2016ko Martxoa 29,

Edificio del CIC nanoGUNE
CIC nanoGUNEren bulegoak.

ICFO eta Graphenea zentroekin lankidetzan jardun duten CIC nanoGUNE zentroko ikerlariek frogatu dute posible dela argi infragorria atzematea grafenozko nano-egituretan. Argia grafenoaren oszilazioak kargatzeko akoplatzen denean gertatzen da hori. Argia eta karga oszilazioak uztartzen dituen nahasketa bat sortzen da orduan, plasmoia izenekoa, eta bolumen izugarri txikietan konprimitu daiteke: barrunbe optiko dielektriko arruntetan konprimitzen direnak baino milioika aldiz txikiagoak. Ikerlariek lehen aldiz bistaratu dute prozesu hori eremu hurbileko mikroskopio batekin, eta teorikoki azaldu dute. Hain zuzen, ikerlariek bi plasmoi mota identifikatu dituzte: ertzekoak eta laminakoak; hau da, laminan barrena edo laminaren ertzetan barrena hedatzen direnak. Ertzeko plasmoiak bakarrak dira, dimentsio bakarrean kanalizatu baitezakete energia elektromagnetikoa. EC Graphene Flagship proiektuak finantzatu du azterlana, eta Nature Photonics aldizkarian argitaratu dute. Ikerketak bidea irekiko du argi detektagailuak, sentsoreak eta bestelako nano-dispositibo optoelektroniko eta fotoniko berriak egiteko, guztiak ere eraginkorrak eta izugarri txikiak.

Grafenoan oinarritutako teknologiei esker, nano-dispositibo optiko ikaragarri txikiak egin daitezke

Grafenoan oinarritutako teknologiei esker, nano-dispositibo optiko ikaragarri txikiak egin daitezke. Grafenozko lamina batek –karbonozko atomoz eginiko geruza bakarreko lamina- atzematen duen uhin-luzera 100 aldiz txikiagoa izan daiteke espazioan libreki hedatzen den argiarena baino. Ondorioz, grafenozko laminan (grafenozko plasmoian) zehar hedatzen den argiak askoz ere espazio txikiagoa behar du. Horregatik, dispositibo fotonikoak askoz ere txikiagoak izan daitezke. Esparru plasmonikoaren kontzentrazioa hobetu egin daiteke grafenozko nano-egiturak fabrikatuz, zeintzuek plasmoietako nano-erresonadore funtzioa betetzen baitute. Esparru hobetu hori aplikatu dute jadanik tera-hertzioak edo infragorriak hobeto atzemateko, edota molekuletako infragorriak bibrazio bidez atzemateko, besteak beste.

“Grafeno plasmonikozko nano-erresonadoreetan oinarritutako dispositibo eraginkorrak garatu ahal izango dira, funtsean, barnean dituzten modu plasmonikoak zehaztasunez ulertzea eta kontrolatzea lortzen bada”, adierazi du Pablo Alonso-González doktoreak (Oviedoko Unibertsitatean dago orain), zeinak grafenozko nano-erresonadoreen (diskoak eta laukizuzenak) espazio errealeko irudiak bistaratu baitzituen eremu hurbileko mikroskopio batekin. “Benetan txundituta gelditu gara eremu hurbileko irudietan ikusi ditugun kontraste plasmonikoen aniztasunarekin” erantsi du Alexey Nikitin doktoreak; nanoGUNEko Ikerbasque taldeko ikerlaria da, eta berak garatu du plasmoietan modu indibidualak identifikatzeko teoria.

Gure emaitzek bide berriak irekiko dituzte grafenozko plasmoien eremu hurbileko mikroskopiaren fisikarako

Ikerketa taldeak modu plasmoniko indibidualak azaleratu ditu, eta bi motatan bereizi. Lehen plasmoi mota, “laminazko plasmoia” izenekoa, “grafenozko nano-egituren barnean existitu daiteke, eta grafenoaren azalera osoan barreiatu”. Aldiz, “ertzeko plasmoia” izeneko bigarren plasmoi mota grafenozko nano-egituren ertzetan bakarrik hedatu daiteke. Hala, galeria xuxurlatzailezko moduak sortzen dira disko formako nano-erresonadoreetan, eta Fabry-Perot erresonantziak, berriz, gafrenozko nano-laukizuzenetan, angeluen islapen-norabidea dela eta. Ertzeko plasmoiak laminakoak baino askoz ere mugatuagoak dira, eta, are garrantzitsuago, dimentsio bakarrean transferitzen dute energia. Espazio errealeko irudietan ertzeko modu dipolarrak ikus daitezke, eta modu horietako bakoitzaren bolumena 100 milioi bider txikiagoa da espazio libreko uhin-luzeraren kuboa baino. Eremu hurbileko irudietan oinarriturik, ertzeko plasmoien dispertsioa ere neurtu zuten ikerlariek (energia unearen edo bultzadaren funtzio gisa). Hala, ertzeko plasmoien uhin-luzera murritza nabarmendu dute, laminako plasmoienarekin alderatuta. Ertzeko plasmoiek propietate bakarrak dituztenez, plataforma itxaropentsua izan daitezke puntu kuantikoak edo molekula indibidualak akoplatzeko etorkizuneko dispositibo opto-elektriko kuantikoetan.

“Gure emaitzek bide berriak irekiko dituzte grafenozko plasmoien eremu hurbileko mikroskopiaren fisikarako, zeina oso baliagarria izan baitaiteke bi dimentsiotako material batzuetan argiaren eta materiaren arteko elkarreraginaren eremu hurbileko irudiak interpretatzeko” erantsi du Rainer Hillenbrand, Ikerbasque zentroko ikerlari eta proiektuko zuzendariak.

Erlazionatutako artikuluak
Orobat interesa dakizuke