پژوهشگران دانشگاه رایس موفق به تولید نوار باریکی از جنس طلا شدند که دارای خواص پلاسمونیک قوی است. این ساختار که به نانونوار موسوم است می‌تواند روی نور تاثیر گذاشته و در ساخت ادوات نانوپزشکی یا حسگرهای قابل تنظیم استفاده شود.
استفاده از نانونوار برای دستکاری نور
نانونوارها دارای ویژگی منحصربه‌فرد در دستکاری نور در مقیاس میکروسکوپی هستند. آنها قادرند نانوذرات مانند نانوپوسته‌ها و نانومیله‌های طلا را به‌هم بچسبانند که در نهایت موجب می‌شود این نانوساختارها طول موج‌های خاصی از نور را به‌شدت جذب کنند، سپس این نور را به‌سمتی هدایت کرده یا موجب نشر نور در یک جهت خاص شوند. دلیل این اتفاق، پدیده پلاسمون سطحی است. این پدیده زمانی اتفاق می‌افتد که الکترون‌های آزاد در یک فلز یا دی الکتریک تقویت شده با نور برهمکنش دهد. زمانی که لیزر، پرتو خورشید یا دیگر منابع انرژی تحریک می‌شوند، این الکترونها انرژی جذب شده را به‌صورت نور یا گرما دوباره نشر می‌دهند. این تیم تحقیقاتی روی این حوزه متمرکز شده‌اند تا از آن در حوزه‌هایی مانند زیست پزشکی، حسگری مولکولی و میکروالکترونیک استفاده کنند.
هانفر می‌گوید نانونوارها بسیار منحصربه‌فرد هستند زیرا امواج پلاسمونیک در عرض آنها اتفاق می‌افتد نه در طول‌شان. اما چرا این چنین است، یعنی چرا رزونانس شدیدی در یک مسیر کوتاه اتفاق می‌افتد در حالی که الکترونها قادرند مسیر طولانی‌تری را طی کنند؟
نانونوارها نور را در طول موج ( یا رنگ) خاصی پراش می‌دهند که این طول موج بستگی به نسبت “پهنا به ارتفاع” نانونوارها دارد. این نسبت به راحتی قابل تنظیم است و با آن می‌توان طول موج پراش را کنترل کرد. هافنر می‌گوید ما در ابتدا در مقالات به‌دنبال روشی جهت ساخت ماده‌ای با رزونانس تیز بودیم زیرا می‌خواستیم میدان بزرگی را افزایش دهیم.
این تیم تحقیقاتی متوجه شد که در سال ۲۰۰۸ روشی در دانشگاه پکینگ ارائه شده است. آنها با آن روش ساختار مورد نظر خود را ایجاد کردند اما نتایج نشان داد که این ساختار خواص نوری مورد نظر آنها را ندارد. در قدم بعد این گروه تحقیقاتی ساختار بلوری و جهت رشد بلور را در این ساختار به‌دست آوردند. هافنر می‌گوید ما این نمونه را در مود میدان تاریک میکروسکوپی مشاهده کردیم و در آن رنگ‌هایی را دیدیم.
این تیم تحقیقاتی با صرف ۱۲ ساعت دسته‌هایی از نانونوارها را تولید کردند که طول آن ۱۰۰ میکرون و سطح مقطع آن ۲۵ در ۲۵ نانومتر بود. با صاف کردن این نانونوار، ارتفاع آن به ۱۷ نانومتر رسید. نتایج نشان داد که پراش نور در نانونوار صاف شده به‌سمت طول موج‌های قرمز منتقل شده است.
جیسون هافنر، از دپارتمان فیزیک دانشگاه رایس، و همکارانش نتایج کار خود را در نشریه Nano Letters به چاپ رساندند.
