Nano-antenne plasmoniche fabbricate all'EPFL:nanoparticelle d'oro sono depositate su un film d'oro ricoperto da uno strato di molecole. L'emissione di luce dai difetti vicino alla superficie del film è fortemente potenziata dall'effetto antenna, consentendone il rilevamento. Credito:Nicolas Antille, nicolasantille.com
Poiché i singoli atomi o molecole sono da 100 a 1000 volte più piccoli della lunghezza d'onda della luce visibile, è notoriamente difficile raccogliere informazioni sulle loro dinamiche, soprattutto quando sono incorporati all'interno di strutture più grandi.
Nel tentativo di aggirare questa limitazione, i ricercatori stanno progettando nano-antenne metalliche che concentrano la luce in un volume minuscolo per migliorare notevolmente qualsiasi segnale proveniente dalla stessa regione su nanoscala. Le nano-antenne sono la spina dorsale della nanoplasmonica, un campo che sta influenzando profondamente il biosensore, fotochimica, raccolta di energia solare, e fotonica.
Ora, i ricercatori dell'EPFL guidati dal professor Christophe Galland presso la School of Basic Sciences hanno scoperto che quando si fa brillare luce laser verde su una nanoantenna dorata, la sua intensità è aumentata localmente al punto da "sbattere" gli atomi d'oro fuori dalle loro posizioni di equilibrio, mantenendo sempre l'integrità della struttura complessiva. La nano-antenna d'oro amplifica anche la luce molto debole diffusa dai difetti atomici appena formati, rendendolo visibile ad occhio nudo.
Questa danza di atomi su scala nanometrica può quindi essere osservata come lampi arancioni e rossi di fluorescenza, che sono firme di atomi sottoposti a riarrangiamenti. "Tali fenomeni su scala atomica sarebbero difficili da osservare in situ, anche utilizzando microscopi elettronici o a raggi X altamente sofisticati, perché i grappoli di atomi d'oro che emettono i lampi di luce sono sepolti all'interno di un ambiente complesso tra miliardi di altri atomi, "dice Galland.
Le scoperte inaspettate sollevano nuove domande sugli esatti meccanismi microscopici attraverso i quali una debole luce verde continua può mettere in movimento alcuni atomi d'oro. "Rispondere a queste domande sarà la chiave per portare le nano-antenne ottiche dal laboratorio al mondo delle applicazioni e ci stiamo lavorando, "dice Wen Chen, primo autore dello studio.
Lo studio è pubblicato su Comunicazioni sulla natura .
