استفاده از آرایه سه‌بعدی نانوحفره‌ای در ابزارهای پلاسمونیک

بسیاری از کارهایی که تاکنون در زمینه تولید این ابزارها صورت گرفته است،
روی کنترل SPPها از طریق تنظیم ساختار دوبعدی آرایه‌ای از حفرات تمرکز
داشته‌اند. اما نمی‌توان با این روش پلاسمون‌های سطحی موضعی (LSPها) را که
شبیه SPPها بوده، اما محدود به فواصل کوچک‌تر هستند، تنظیم کرد. تری اودوم
که رهبری گروه تحقیقاتی دانشگاه نورث‌وسترن را بر عهده داشته است می‌گوید
برانگیختن LSPها علاوه بر SPPها در آرایه‌ای از حفرات بسیار مهم است، زیرا
شدت میدان‌های الکتریکی ایجاد شده توسط آنها بسیار بزرگ‌تر از میدان‌های
ایجاد شده توسط SPPهاست. اما اینکه چگونه بتوان از LSPها در انتقال اُپتیکی
بهبودیافته بهره برد، هنوز یک راز است.

آرایه سه‌بعدی از حفرات

این محققان کشف کرده‌اند که تحت شرایط خاص و روی یک بستر یکسان، LSPها
بیشتر از SPPها در EOT مشارکت می‌کنند، به شرطی که آرایه‌ای سه‌بعدی از
حفرات مورد استفاده قرار بگیرد. به‌علاوه، انتقال اُپتیکی از آرایه سه‌بعدی
از حفرات بسیار بالاتر از این انتقال از آرایه‌های دوبعدی صفحه‌ای است.
اودوم می‌گوید: «این نتایج اثر مهمی در طراحی نسل بعدی پلاسمونیک‌ها خواهد
داشت».

ایجاد ساختارهای سه‌بعدی در مقیاس نانو کار راحتی نیست. با این حال اودوم و
همکارانش روش جدیدی برای تولید آرایه سه‌بعدی از حفرات در مقیاس ویفر یافته‌اند
که از ترکیبی از قالب‌گیری، جداکردن قالب، و «رسوب‌دهی با زاویه حاده» بهره
می‌برد. همچنین می‌توان به راحتی مشخصات نمونه‌های بزرگ تولید شده را با
روش‌هایی همچون طیف انتقالی اُپتیکی تعیین کرد.

اودوم می‌افزاید: «یکی دیگر از ویژگی‌های جالب این آرایه‌های سه‌بعدی این
است که می‌توانند هر دو نوع پلاسمون LSP و SPP را پشتیبانی کنند. می‌توانیم
با تنظیم ساختار سه‌بعدی آنها تعیین کنیم که کدام یک از این پلاسمون‌ها را
می‌خواهیم».