محققان موفق شدند سوئیچ نوری نانوپلاسمونیک الکتروکرومیک ایجاد کنند. برای این کار یک رنگ مخصوص را درون یک نانوشکاف ریخته و از آن به‌عنوان پلاریتون پلاسمون سطحی استفاده کردند. این پلاریتون می‌تواند نقش سوئیچ را ایفا کند. مزیت این سوئیچ کنتراست بالای آن است.
تولید سوئیچ نوری نانوپلاسمونیک الکتروکرومیک
محققان موفق شدند سوئیچ نوری نانوپلاسمونیک الکتروکرومیک ایجاد کنند. برای این کار یک رنگ مخصوص را درون یک نانوشکاف ریخته و از آن به‌عنوان پلاریتون پلاسمون سطحی استفاده کردند. این پلاریتون می‌تواند نقش سوئیچ را ایفا کند. مزیت این سوئیچ کنتراست بالای آن است.
در مقاله‌ای که اخیرا محققان در نشریه Nano Letters به چاپ رساندند به‌معرفی یک سوئیچ نوری الکتروشیمیایی پرداختند که در ولتاژ پایین و با کنتراست بالا کار می‌کند. اندازه این سوئیچ از ادوات الکتروکرومیک رایج بسیار کوچکتر است.
الکتروکرومیک به تغییرات برگشت پذیری در جذب نوری مواد تحت یک ولتاژ اعمالی گفته می‌شود. مواد الکتروکرومیک آلی و معدنی در صفحات نمایشی، پنجره‌های هوشمند و آیینه‌های کناری خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد. تغییر در جذب نور در این مواد در اثر تغییر حالت اکسیداسیون آن ایجاد می‌شود که برای این کار لازم است یون‌ها یا الکترون‌ها از میان ماده عبور کنند. با کاهش ضخامت ماده، زمان نفوذ کاهش یافته و منجر به سریع‌تر شدن سوئیچ می‌گردد اما متاسفانه این کار منجر به کاهش کنتراست نیز می‌گردد.
محققان NIST با همکاری همتایان خود در دانشگاه مریلند بلورهای رنگ الکتروکرومیک آبی پروسیان را در نانوشکاف طلا رشد دادند و در سیستم نور به‌عنوان پلاریتون پلاسمون سطحی (SPP) در آن گسترش می‌یابد. SPP قادر است نوسانات بار را که با میدان الکترومغناطیس خارجی جفت شده را جمع‌آوری کرده و در سطح میان یک فلز و یک دی‌الکتریک گسترش دهد.
این نانوبلور رنگی که روی دیوار کناری شکاف قرار داده شده است، می‌تواند به‌صورت الکتروشیمیایی سوئیچ کرده و تغییر عبوری تقریبا ۹۶ درصدی را با استفاده از ولتاژ کنترل کمتر از ۱ ولت ایجاد کند. کنتراست بالای سوئیچ با استفاده از همپوشانی فضایی قوی میان SPP و نانوبلورهای محدود شده درون شکاف ایجاد می‌گردد. همچنین این کنتراست با استفاده از ضریب جذب بالای نانوبلور آبی پروسیان که روی سطح طلا ایجاد شده، تقویت می‌شود.
این سوئیچ حتی اگر کسر انباشت ماده فعال درون شکاف نسبتا کم باشد (۲۵ درصد) باز هم به‌صورت کارا عمل خواهد کرد که این موضوع موجب می‌شود سطح تماس با الکترولیت افزایش یابد. گسترش نور در جهتی عمود بر جهت انتقال بار بین الکترولیت و لایه بسیار نازک رنگ درون نانوشکاف اتفاق می‌افتد، بنابراین این طراحی جدید نوید به‌کارگیری آن در ادوات الکتروکرومیک با سرعت بالا را می‌دهد.
