محققان آمریکایی با استفاده از نانوذرات طلا، نقره و یک ماده پلیمری ساختار جدیدی تولید کرده‌اند که می‌تواند نور را به‌دام اندازد. این ساختار نسبت به روش‌های قبلی ساده‌تر و ارزان‌تر به‌دست می‌آید.
روش ساده‌تر و ارزان‌تر برای به‌دام انداختن نور
محققان آمریکایی با استفاده از نانوذرات طلا، نقره و یک ماده پلیمری ساختار جدیدی تولید کرده‌اند که می‌تواند نور را به‌دام اندازد. این ساختار نسبت به روش‌های قبلی ساده‌تر و ارزان‌تر به‌دست می‌آید.
یک تیم تحقیقاتی به رهبری دیوید اسمیت از دانشگاه دوک نوع جدیدی از مواد جاذب ساخته‌اند، آنها برای این کار از یک روش بسیار ارزان استفاده کرده‌اند. این گروه نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Controlled-reflectance surfaces with film-coupled colloidal nanoantennas, در نشریه Nature به چاپ رساندند. توانایی جذب نور خاصیت مفیدی است که در حوزه‌های مختلف فوتونیک از آن استفاده می‌شود. شبه‌مواد که در طبیعت یافت نمی‌شوند با استفاده از لیتوگرافی به‌دست می‌آیند تا در حوزه فوتونیک به‌کار گرفته شوند. تولید شبه مواد با لیتوگرافی یک فرآیند زمان‌بر و پرهزینه است بنابراین استفاده از این ترکیبات بسیار محدود است. برای حل این مشکل محققان نوع جدیدی از شبه مواد را تولید کرده‌اند.
برای ساخت این ماده جدید، محققان از ذرات طلا استفاده کردند، آنها یک تکه کوچک از طلا را روی سطح شیشه قرار دادند و آن را درون محلول پلیمری غوطه‌ور کردند. با این کار یک لایه نازک به ضخامت چند نانومتر از پلیمر در سطح ذرات طلا ایجاد می‌شود. سپس یک تکه نقره را بریده و به‌صورت قطعات مکعبی در می‌آورند به‌طوری که ابعاد آن تنها ۷۴ نانومتر باشد. در قدم بعد این قطعات نقره را به‌صورت تصادفی روی سطح طلا قرار دادند.
نحوه کار این ساختار به این شکل است که پرتو با طول موج مشخص به ذرات نقره برخورد می‌کند و موجب برانگیختن آن می‌شود، این الکترون‌ها موجب نوسان الکترون‌های طلا می‌شود. پژوهشگران معتقدند که در اثر رزونانس پلاسمونی میان دو فلز، نور می‌تواند در پلیمر گیر بی‌افتد. ضخامت این پلیمر در این فرآیند بسیار مهم است زیرا طول موج نور به‌دام افتاده را تعیین می‌کند. بنابراین با ایجاد ساختاری که دارای ضخامت‌های متفاوت باشد می‌توان تمام طول موج‌های نور را جذب کرد.
نتایج تست‌های این ماده نشان می‌دهد که این ساختار جدید قادر است به‌خوبی ساختاری که با اچ کردن ساخته شده کار کند این در حالی است که هزینه تولید آن بسیار کمتر است. به‌دلیل هزینه تولید کم، می‌توان ساختارهایی بزرگتر و متنوع‌تر فتونیکی تولید کرد. یکی از چالش‌هایی که در این پروژه هنوز باقی مانده این است که چگونه می‌توان مکعب‌های نقره‌ای ایده‌ال به ابعاد یکسان تولید کرد.
این تیم تحقیقاتی در قدم بعد قصد دارند ماده‌ای جایگزین برای پلیمر پیدا کنند، ماده‌ای که دارای مقاومت حرارتی بالاتری باشد.
