(Phys.org) —I ricercatori dell'Università di Cincinnati stanno scoprendo come manipolare la luce per vedere un giorno meglio gli oggetti più piccoli del mondo attraverso una super lente, così come nascondere un oggetto in bella vista.
Masoud Kaveh-Baghbadorani, uno studente di dottorato nel programma di fisica dell'Università di Cincinnati, presenterà questa ricerca il 4 marzo, all'incontro dell'American Physical Society a Denver.
La ricerca si concentra su eccitanti oscillazioni collettive di elettroni metallici chiamati plasmoni, e sulla direzione della luce attraverso pellicole metalliche sottili nanometriche, circa mille volte più sottile di un capello umano. Il risultato potrebbe potenziare i circuiti integrati o facilitare un super-obiettivo con una forza sette volte maggiore di un microscopio standard, aprendo ulteriori ricerche in campi come lo studio di microrganismi e virus.
Altre applicazioni implicano il rimbalzo della luce attorno a un oggetto coprendolo con una pellicola di metamateriale. Invece dell'oggetto che riflette la luce e quindi lo fa vedere, la manipolazione della luce può renderlo invisibile.
La plasmonica è un campo emergente, ma ha i suoi limiti dovuti alla perdita di energia negli strati metallici, che dissipano l'energia plasmonica in calore. La ricerca di Kaveh-Baghbadorani si concentra sullo sviluppo di nanofili ibridi metallo/organico che funzionano essenzialmente come una pompa di energia per compensare le perdite di metallo nelle nanostrutture plasmoniche.
Masoud Kaveh-Baghbadorani, sinistra, e Hans-Peter Wagner
Questa pompa di energia risulta dalla radiazione di eccitoni, un'eccitazione elettronica nei nanofili semiconduttori. Kaveh-Baghbadorani spiega che l'eccitone funziona in qualche modo come un atomo di idrogeno:le cariche negative e positive sono legate insieme. La ricerca sta esaminando il trasferimento di energia dagli eccitoni nei nanofili semiconduttori a diversi materiali metallici utilizzati per coprire i nanofili, così come gli effetti dello spessore degli strati organici di copertura nel trasferimento di energia.
I ricercatori vogliono sapere come le dinamiche degli eccitoni sono influenzate dall'uso di diversi materiali organici, e come i processi di trasferimento di energia e di durata degli eccitoni di nanofili vengono modificati modificando il design dei nanofili o lo spessore degli strati distanziatori organici.
consigliere di Kaveh-Baghbadorani, Hans Peter Wagner, un professore associato di fisica alla UC, è uno dei co-ricercatori del progetto. "Per raggiungere il nostro obiettivo, la conoscenza del rilassamento degli eccitoni e dei processi di trasferimento di energia nelle eterostrutture di nanofili di semiconduttori plasmonici è di cruciale importanza, "dice Wagner, il cui laboratorio ha una struttura di crescita per consentire ai ricercatori di produrre una varietà di strutture plasmoniche. Il laboratorio dispone anche di metodi ottici speciali per misurare i processi di rilassamento degli eccitoni su una scala temporale inferiore ai picosecondi.
I co-ricercatori del progetto includono Wagner; Qiang Gao, ricercatore, e Chennupati Jagadish, professore di ingegneria, Università nazionale australiana, dove vengono prodotti i nanofili semiconduttori; e Gerd Duscher, professore di ingegneria, Università del Tennessee.
