(Phys.org) —Utilizzando l'interazione tra luce e fluttuazioni di carica in nanostrutture metalliche chiamate plasmoni, un fisico dell'Università dell'Arkansas e i suoi collaboratori hanno dimostrato la capacità di misurare i cambiamenti di temperatura in regioni dello spazio 3D molto piccole.

I plasmoni possono essere pensati come onde di elettroni in una superficie metallica, disse Joseph B. Herzog, professore assistente in visita di fisica, che è stato coautore di un articolo che dettaglia i risultati che è stato pubblicato il 1 gennaio dalla rivista Nano lettere , una pubblicazione dell'American Chemical Society.

La carta, intitolato "Termoplasmonica:quantificazione del riscaldamento plasmonico in singoli nanofili, è stato co-scritto dai ricercatori della Rice University Mark W. Knight e Douglas Natelson.

Negli esperimenti, Herzog, che si è iscritto alla facoltà di U of A la scorsa estate, fabbricato nanostrutture plasmoniche con litografia a fascio di elettroni e focalizzato con precisione un laser su un nanofilo d'oro con una configurazione ottica a scansione.

"Questo lavoro misura la variazione della resistenza elettrica di un singolo nanofilo d'oro mentre è illuminato dalla luce, "Herzog ha detto. "La variazione di resistenza è correlata alla variazione di temperatura del nanofilo. Essere in grado di misurare le variazioni di temperatura a piccoli volumi su scala nanometrica può essere difficile, e determinare quale parte di questo cambiamento di temperatura è dovuto ai plasmoni può essere ancora più difficile.

"Variando la polarizzazione della luce incidente sulle nanostrutture, il contributo plasmonico del riscaldamento ottico è stato determinato e confermato con modelli computazionali, " Egli ha detto.

La pubblicazione di Herzog è in rapida crescita, area specializzata chiamata termoplasmonica, un sottocampo della plasmonica che studia gli effetti del calore dovuto ai plasmoni ed è stato utilizzato in applicazioni che vanno dal trattamento del cancro alla raccolta di energia solare.

Herzog combina la sua ricerca sui plasmoni con la sua esperienza in nano-ottica, che è lo studio su nanoscala della luce.

"È un campo in crescita, " ha detto. "La nano-ottica e la plasmonica consentono di focalizzare la luce in regioni più piccole che sono al di sotto del limite di diffrazione della luce. Una nanostruttura plasmonica è come un'antenna ottica. L'interazione luce plasmonica rende affascinante la plasmonica."

Herzog sta allestendo il suo laboratorio di ricerca presso l'Università dell'Arkansas, che si concentrerà su nano-ottica e plasmonica. Oltre al suo incarico in fisica, Herzog collabora con il programma di microelettronica-fotonica dell'università è un membro della facoltà e l'Istituto per le nanoscienze e l'ingegneria dell'Università dell'Arkansas.