FIGURA. 1. (a) Rappresentazione schematica del dispositivo con LC planare. Il dispositivo è costituito da un substrato di vetro rivestito con ITO con un array di nanoparticelle fabbricato sulla parte superiore e coperto da uno strato di allineamento PS. Lo strato LC è tenuto in posizione sopra il PS da un secondo substrato di vetro rivestito con ITO e uno strato di allineamento PI. Le direzioni di sfregamento degli strati di allineamento sono indicate dalle frecce arancioni a doppia punta. L'asse ottico straordinario è parallelo all'allineamento LC, che in questo caso è lungo l'asse y. (b) Rappresentazione schematica dello stesso dispositivo sotto l'applicazione di un potenziale elettrico e che mostra un LC omeotropico. (c) Fotografia di due dispositivi mostrati come i due quadrati di array con dimensioni di nanorod diverse ma passo di array uguale. L'angolo con cui è stata scattata la foto ha consentito alla diffrazione delle lunghezze d'onda blu di entrare nella fotocamera, da cui il colore degli array di particelle. (d) Immagine al microscopio elettronico a scansione dell'array di particelle con dimensioni di nanorod
Il manoscritto "Electric tuning and switching of the resonant response of nanoparticle arrays with liquid crystals" di Erik van Heijst e collaboratori (PSN) è stato selezionato come articolo in evidenza e copertina di una rivista nell'ultimo numero del Journal of Applied Fisica e un articolo di SciLight è stato scritto dall'American Institute of Physics. In questo articolo, viene mostrato come le risonanze plasmoniche collettive possono essere controllate elettricamente con cristalli liquidi. Questo è il primo manoscritto dell'EHCI e dell'ICMS insieme. Erik van Heijst ha svolto il suo lavoro come parte della sua ricerca di laurea nel dipartimento di Fisica Applicata e Ingegneria Chimica dove ha ottenuto la doppia laurea l'anno scorso.
Le risonanze plasmoniche nelle nanoparticelle metalliche hanno mostrato risultati promettenti per un'ampia gamma di applicazioni, inclusi nanolaser e biosensori di dimensioni nanometriche estremamente sensibili. Il campo della plasmonica ha visto miglioramenti costanti verso il controllo attivo sulle risonanze utilizzando l'indice di rifrazione del materiale tra le nanoparticelle.
Van Heijst et al. progettato, costruito e analizzato un dispositivo sintonizzabile che combina array di nanoparticelle che supportano le risonanze del reticolo superficiale collettivo (SLR) con cristalli liquidi. Sfruttando la sintonizzabilità dei cristalli liquidi e l'effetto dell'indice di rifrazione dell'ambiente sugli SLR, la risposta ottica dell'array può essere controllata elettricamente passando da uno stato all'altro nel cristallo liquido. La risultante regolazione spettrale rapida e reversibile offre agli utenti un ampio grado di controllo sulla lunghezza d'onda SLR.
Risonanze collettive strette all'interno degli array sono caratteristiche chiave nella capacità del dispositivo di sintonizzare la risonanza con tale controllo.
"Poiché abbiamo risonanze collettive ristrette, i cambiamenti nell'indice di rifrazione che possiamo indurre con il cristallo liquido sono sufficienti per spostare la risonanza quasi per tutta la sua ampiezza", ha affermato l'autore Jaime Gómez Rivas.
Nonostante siano delocalizzate rispetto alle singole nanoparticelle, le modalità ibride plasmonico-fotoniche degli SLR mostrano grandi miglioramenti dell'intensità del campo elettrico.
Sperimentalmente, il gruppo ha scoperto che lo spostamento di energia dell'SLR era inferiore a quanto indicato nelle simulazioni, che attribuiscono alla superficie ruvida degli elettrodi di ossido di indio-stagno e all'imperfetto allineamento dei cristalli liquidi imposto dalla struttura delle nanoparticelle.
Il gruppo mira a regolare l'emissione di molecole disperse nel cristallo liquido, che potrebbero quindi essere accoppiate alla risonanza collettiva e consentire infine un cambiamento nell'orientamento del cristallo. + Esplora ulteriormente
