纳米级操纵光线导致令人兴奋的新纳米光电学进步

研究下的系统的艺术描绘。随着颗粒的尺寸减小，该场增强增加。

控制光线和物质之间的相互作用是寻求发展和推进对社会基础的许多技术的长期雄心壮志。随着近年来纳米技术的繁荣，光明的纳米级操作已经成为既有希望的途径，以继续这一进步，以及由于结构的尺寸与光波长相当的新行为而出现的新行为，这是一个独特的挑战。

新墨西哥州物理学和天文学大学理论纳米佛罗里州科学家们对此目的进行了令人兴奋的新进步，以“纳米粒子阵列近场近场的分析分析”的开拓性研究努力最近在ACS Nano期刊中，是纳米技术领域的顶级期刊。

该集团由助理教授Alejandro Manjavacas领导，研究了如何操纵金属纳米结构的周期性阵列的光学响应，以在其附近产生强电场。

他们所研究的阵列由银纳米粒子组成，银的微小球体比人头毛的厚度小数百次，尽管它们的结果也适用于由其他材料制成的纳米结构。由于每个纳米球之间的相互作用强，这些系统可用于不同的应用，从生动，高分辨率的颜色印刷到可以彻底改变医疗保健的生物传染。

阵列不同几何参数的现场增强分析。

“这项新工作将有助于通过为其行为提供基本的见解来帮助推进纳米结构阵列的许多应用，”Manjavacas说。“我们预测的近场增强可能是超声致敏生物调整等技术的游戏更换器。”

Manjavacas和他的团队由劳伦·Zundel和Stephen Sanders组成，在物理学和天文学系，模拟了这些阵列的光学响应，发现了令人兴奋的新结果。当用光照射纳米结构的周期性阵列时，每个颗粒产生强烈的反应，反应又导致巨大的集体行为，如果所有颗粒都可以彼此相互作用。这发生在一定波长的入射光下，这由阵列的颗粒间距决定，并且可以导致阵列上的光的千倍，甚至数万的电场导致千万的电场。

该场增强的强度取决于阵列的几何特性，例如纳米球之间的间隔，以及球体本身的尺寸。完全违反直觉，Manjavacas和他的小组发现，通过增加它们中的每一个之间的间距或通过降低它们的尺寸来降低阵列中的纳米颗粒的密度，产生不仅更大的现场增强，而且延伸远离阵列更远。

“发现这些巨大的野外增强的关键实际上是让粒子变得更小，更远的颗粒，”Zundel说。

“这是原因，纳米颗粒之间的相互作用，并因此加强了集体反应，”桑德兰德表示。

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该研究部分由国家科学基金会（NSF）提供赞助，并利用了UNC Centre提供了先进的研究计算所提供的高性能计算资源。

参考：“纳米粒子阵列产生的近场局限性分析”由Alejandro Manjavacas，Lauren Zundel和Stephen Sanders，2019年9月5日，ACS Nano.doi：
10.1021 / ACSNANO.9B05031