افزایش میدان‌های نوری با نانوساختارهای پلاسمونیک

نانوذرات منفرد فلزات نجیب، می‌تواند باعث افزایش شدید میدان الکترومغناطیس شود. این پدیده می‌تواند به‌عنوان ابزاری مفید در علم و فناوری استفاده شود.

نانوساختارهای پلاسمونیک جدیدی طراحی شده‌ که می‌تواند منجر به افزایش آبشاری میدان‌های الکترومغناطیس شود. پیش از این مشخص شده بود که نانوذرات فلزی به‌صورت منفرد می‌تواند میدان‌های الکترومغناطیس را افزایش دهند.

یک گروه تحقیقاتی در انگلستان نشان داد که با قرار گرفتن نانوذره‌ی بزرگ‌تری در کنار این نانوذره، میدان‌های الکترومغناطیس تشدید می‌شود. پیش از این، برای ایجاد چنین تشدیدی از چیدمان رندمی نانوذرات و یافتن محلی مناسب در میان آنها برای رسیدن به این تشدید استفاده می‌شد؛ اما این نانوساختار جدید، تشدید میدان را به‌صورت مطمئنی انجام می‌دهد. دو نوع طراحی مختلف برای ساخت نانوساختارها استفاده شده‌است. قرار گرفتن این ساختارها در معرض تابش نور، منجر به ایجاد میدان‌هایی ۵۰ برابر قوی‌تر از میدان اعمالی می‌شود، زیرا انرژی الکترومغناطیس، به کمک طراحی این ساختارها، به سمت نانوذره‌ی کوچک‌تر گسیل می‌شود. برای اندازه‌گیری شدت میدان‌های الکترومغناطیس در اطراف این ساختارها از یک لایه رنگ فلورسانس استفاده می‌شود که با «میکروسکوپ هم‌کانون روبشی» می‌توان تابش نور از سطح فلورسانس را مشاهده و اندازه‌گیری کرد.

دانشمندان در حال طراحی و ساخت نانوساختارهای سه‌لایه هستند که می‌تواند میدان‌های الکترومغناطیس را بیش از پیش افزایش دهد. تنها مشکل پیش رو، یافتن راهی مطمئن برای اندازه‌گیری میدان‌های الکترومغناطیس تشدیدیافته در مقیاس‌های ۱۰ تا ۲۰ نانومتر می‌باشد.