Quando accendi una nanoparticella di metallo, ti torna la luce. Spesso è di un colore diverso. Questo è un dato di fatto, ma il perché è in discussione.

In un nuovo articolo sulla rivista dell'American Chemical Society Nano lettere , Il chimico del riso Stephan Link e lo studente laureato Yi-Yu Cai sostengono che la fotoluminescenza, piuttosto che la dispersione Raman, conferisce alle nanoparticelle d'oro le loro straordinarie proprietà di emissione di luce.

I ricercatori affermano che comprendere come e perché le nanoparticelle emettono luce è importante per migliorare l'efficienza delle celle solari e progettare particelle che utilizzano la luce per innescare o rilevare reazioni biochimiche.

Il dibattito di lunga data, con scienziati determinati su entrambi i lati, riguarda il modo in cui la luce di un colore fa sì che alcune nanoparticelle emettano luce di un colore diverso. Caio, l'autore principale del giornale, ha affermato che il dibattito è nato dalla ricerca sui semiconduttori negli anni '70 e più recentemente è stato esteso al campo delle strutture plasmoniche.

"L'effetto Raman è come una palla che colpisce un oggetto e rimbalza, " disse Cai. "Ma nella fotoluminescenza, l'oggetto assorbe la luce. L'energia nella particella si muove e l'emissione viene dopo."

Otto anni fa, Il gruppo di ricerca di Link ha riportato il primo studio spettroscopico sulla luminescenza da singole nanobarre plasmoniche, e il nuovo documento si basa su quel lavoro, mostrando che il bagliore emerge quando i portatori caldi - gli elettroni e le lacune nei metalli conduttivi - sono eccitati dall'energia di un laser a onda continua e si ricombinano mentre si rilassano, con le interazioni che emettono fotoni.

Illuminando specifiche frequenze di luce laser su nanotubi d'oro, i ricercatori sono stati in grado di percepire le temperature che secondo loro potevano provenire solo da elettroni eccitati. Questa è un'indicazione di fotoluminescenza, perché la visione Raman presuppone che i fononi, elettroni non eccitati, sono responsabili dell'emissione di luce.

Link e Cai affermano che le prove appaiono nell'efficienza dell'anti-Stokes rispetto all'emissione di Stokes. L'emissione di Anti-Stokes appare quando l'output energetico di una particella è maggiore dell'input, mentre l'emissione di Stokes, l'oggetto di un precedente articolo del laboratorio, appare quando è vero il contrario. Una volta considerato un effetto di fondo correlato al fenomeno dello scattering Raman potenziato dalla superficie, Le misurazioni Stokes e anti-Stokes risultano essere ricche di informazioni utili importanti per i ricercatori, disse Caio.

D'argento, alluminio e altre nanoparticelle metalliche sono anche plasmoniche, e Cai si aspetta che vengano testati per determinare anche le loro proprietà Stokes e anti-Stokes. Ma prima, lui ei suoi colleghi studieranno come la fotoluminescenza decade nel tempo.

"La direzione del nostro gruppo che va avanti è misurare la durata di questa emissione, quanto tempo può sopravvivere dopo che il laser è stato spento, " Egli ha detto.