پژوهشگران دانشگاه رایس موفق به ساخت سوئیچ پلاسمونیک فانو شده‌اند که در آن از نانوذرات طلا و بلورهای مایع استفاده شده است. این دستگاه می‌تواند طول موج‌های خاصی را فیلتر کرده یا از خود عبور دهد چنین وسیله‌ای برای کاربردهایی نظیر نمایشگرها مناسب است دلیل این امر آن است که پایداری آنها بالاتر از ساختارهای کروموفور آلی رایج است.
سوئیچ فانو برای نمایشگرهای رنگی
نانوپلاسمونیک حوزه جدیدی است که در آن نانوساختارهای فلزی برای تولید ادوات اپتوالکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. نانوذرات فلزی از طریق پلاسمون سطحی با نور برهمکنش می‌دهند. سوئیچ پلاسمونیک فانو از خوشه‌هایی از نانوذرات طلا تشکیل شده است که با استفاده از لیتوگرافی پرتوالکترونی ایجاد می‌شوند. این خوشه‌ها از دیسک‌های نیم دایره‌ای تشکیل می‌شوند که خود آنها نیز توسط هفت نانودیسک کوچک‌تر محاط شده‌اند. برهمکنش میان رزونانس پلاسمون سطحی محلی نانوذرات طلا با یک خوشه موجب رزونانس فانو می‌شود. دلیل این امر جفت شدن میدان نزدیک میان مود تاریک و روشن پلاسمون در یک خوشه است.
استفان لینک از محققان این پروژه می‌گوید با تقسیم کردن خوشه‌های نانوذرات به‌نحوی که دیسک نیم دایره‌ای ایجاد شود، رزونانس فانو به‌صورت پلاریزه در خواهد آمد با این کار این پدیده تنها در صورت تابش پرتوهای خاص دیده می‌شود. برای مثال برای نور پلاریزه اورتوگونال هیچ رزونانس فانو دیده نخواهد شد.
دلیل کارکرد این دستگاه آن است که خوشه‌های نانوذرات با بلورهای مایع در هم آمیخته می‌شود به‌طوری که مولکول‌ها در این دستگاه در صورتاعمال ولتاژ ۶ ولت متناوب می‌تواند ۹۰ درجه برچرخد. این کار منجر به خمش جهت بلورها می‌شود این موضوع موجب تبدیل “قطع ولتاژ” با “وصل ولتاژ” می‌شود.
لینک می‌افزاید به مدد ضریب شکسته چندگانه در بلورهای مایع، انتقال فاز تحریک شده به‌وسیله ولتاژ موجب چرخشی اورتاگونالی در نور پراش یافته می‌شود. با این کار سیستم سوئیچ شده به‌طوری که از حالت رزونانس خاموش به روشن در می‌آید.
این دستگاه می‌تواند به‌صورت یک فیلتر عمل کند و نور را با طول موج مشخص عبور یا انعکاس دهد، همچنین امکان خاموش و روشن کردن این سیستم با استفاده از اعمال ولتاژ خارجی وجود دارد. از این سیستم می‌توان در نمایشگرها استفاده کرد زیرا نانوساختارهای موجود در آن پایدارتر از ترکیبات کروموفور آلی رایج است. این تیم تحقیقاتی در حال کار روی بهبود عملکرد این سیستم هستند به‌طوری که بتوان از آن در ولتاژهای پایین استفاده کرد.
نتایج این پژوهش در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.
