Плазмонные цепи действуют как полимеры

Целью нового исследования Университета Райса является установить связующие звенья между плазмонными частицами и полимерами, что уменьшит компьютерные микросхемы, улучшит антенны и оптические компьютеры.

Ученые-материаловеды использовали сильные связи между химическими веществами для формирования полимеров, которые самостоятельно собираются в шаблоны и служат основой для повседневных вещей, например, из пластика.

Они детализировали подобные шаблоны так, чтобы появились плазмоны, заряженные квазичастицы, которые двигаются среди металлических частиц за счет световой стимуляции, влияющие друг на друга в цепи золотых наночастиц.

В частности, они искали пути влияния плазмонов друг на друга через крошечные щели, в один нанометр, между наночастицами золота. Лиана Слотер (Liane Slaughter) и ее коллеги разработали цепь из 50-нанометровых частиц, имитирующую повторяющиеся молекулярные шаблоны полимеров. Затем они изучили постоянные сигналы сверхизлучения и субизлучения. Оказалось, что размер, форма и положение наночастиц определяется частотой света, с которой они взаимодействуют.

В плазмонике, в качестве стандартных блоков они используют отдельные наночастицы, чтобы создать более упорядоченные структуры.

Здесь, проводится анализ структур длинных цепей наночастиц, которые напоминают полимеры. Основным определением полимера является то, что свойства его длинных молекул зависят от единицы повтора. Если изменить атомы, которые повторяются в цепи, тогда изменятся свойства полимера.
Что они изменили в структуре, так это единицу повтора, и обнаружили, что здесь проходит аналогия с химическими полимерами, т.к. это изменение меняет связи в цепи.

Два дополнительных эффекта, оказались общими для группы плазмонных полимеров. Первый, энергия сверхизлучения приводит к связи по единице повтора, которая характерно уменьшается с добавлением наночастиц в длину, вплоть до 10, а затем стабилизируется. Второй то, что хаотичность единиц повтора, наночастиц, важна в небольших масштабах.

Ученые выяснили, что по мере увеличения системы, хаотичность все меньше влияет на оптические свойства. И если плазмонные связи в цепи находятся в хаотичности, то есть возможность построить функциональные структуры с более высокой пропускной способностью, где при помощи крошечных блоков, пусть и не одинаковых, можно создать огромное разнообразие форм и структур с более широкой управляемостью.