Piccoli compositi autoassemblati contenenti metallo (come oro, giallo) i pilastri incorporati in un ossido fungono da matrice per i metamateriali, materiali sintetici con proprietà ottiche insolite (rappresentate dalle bande di luce) per nuove applicazioni come l'imaging a super risoluzione. Credito:Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti
Le lenti ottiche che possono vedere caratteristiche più piccole della lunghezza d'onda della luce non possono essere realizzate con materiali convenzionali. La creazione di "lenti ipertestuali" in grado di acquisire immagini ultra nitide richiede sia materiali di design (ovvero, metamateriali) e ottiche innovative da sviluppare. Gli attuali metodi per fabbricare tali metamateriali sintetici sono complicati e comportano l'assemblaggio di cellule artificiali e processi di modellazione. Gli scienziati volevano un più semplice, modo più economico e Texas A&M l'ha inventato. Il loro nuovo metodo in un solo passaggio dirige l'autoassemblaggio di pilastri metallici d'oro in uno speciale ossido utilizzando la deposizione laser pulsata.
Immagini estremamente nitide e sensori biologici richiedono di alterare il modo in cui i materiali reagiscono con la luce. I materiali creati dal nuovo approccio offrono un'opzione entusiasmante. Gli scienziati possono ora controllare e migliorare la risposta ottica controllando le proprietà dei materiali su scala nanometrica. Tali materiali aprono possibilità senza precedenti per lo sviluppo di dispositivi fotonici interattivi con la luce per l'occultamento e l'imaging a super risoluzione.
Gli scienziati hanno dimostrato un approccio di autoassemblaggio alla fabbricazione di metamateriali su scala nanometrica che sono costruiti su nanocolonne d'oro metallico conduttrici allineate verticalmente incorporate in ossido come le matrici di ossido di bario e titanio utilizzando un metodo di deposizione in un'unica fase. Tali nanocompositi consentono il controllo della densità, dimensione, e l'allineamento di nanopilastri d'oro metallico. In altre parole, la caratteristica chiave di tali film sottili nanocompositi è la loro proprietà ottiche anisotrope e ampiamente sintonizzabili a causa delle microstrutture controllabili del composito.
Le misurazioni della spettroscopia ottica supportate da simulazioni teoriche rivelano le forti caratteristiche di ampio assorbimento dei film. I risultati del team illustrano che ci sono molti vantaggi del nanocomposito di ossido di metallo allineato verticalmente nella fabbricazione di materiali fotonici su larga scala e nuovi su scala nanometrica come i metamateriali per le super lenti, rilevamento biologico, imaging a lunghezza d'onda inferiore, dispositivi di occultamento, e altro ancora.