(Phys.org) —En utilisant l'interaction entre la lumière et les fluctuations de charge dans des nanostructures métalliques appelées plasmons, un physicien de l'Université de l'Arkansas et ses collaborateurs ont démontré la capacité de mesurer les changements de température dans de très petites régions 3-D de l'espace.

Les plasmons peuvent être considérés comme des ondes d'électrons dans une surface métallique, dit Joseph B. Herzog, professeur assistant invité de physique, qui a co-écrit un article détaillant les résultats qui a été publié le 1er janvier par la revue Lettres nano , une publication de l'American Chemical Society.

Le papier, intitulé "Thermoplasmonics:Quantifying Plasmonic Heating in Single Nanowires, a été co-écrit par les chercheurs de l'Université Rice, Mark W. Knight et Douglas Natelson.

Dans les expériences, Herzog, qui s'est joint à la faculté de l'U of A l'été dernier, fabriqué des nanostructures plasmoniques par lithographie par faisceau d'électrons et focalisé avec précision un laser sur un nanofil d'or avec une configuration optique de balayage.

"Ce travail mesure le changement de résistance électrique d'un seul nanofil d'or lorsqu'il est illuminé par la lumière, " Herzog a déclaré. "Le changement de résistance est lié au changement de température du nanofil. Être capable de mesurer les changements de température à de petits volumes nanométriques peut être difficile, et déterminer quelle partie de ce changement de température est due aux plasmons peut être encore plus difficile.

« En faisant varier la polarisation de la lumière incidente sur les nanostructures, la contribution plasmonique du chauffage optique a été déterminée et confirmée par modélisation informatique, " il a dit.

La publication d'Herzog est en pleine croissance, domaine spécialisé appelé thermoplasmonique, un sous-domaine de la plasmonique qui étudie les effets de la chaleur due aux plasmons et a été utilisé dans des applications allant du traitement du cancer à la récupération de l'énergie solaire.

Herzog combine ses recherches sur les plasmons avec son expertise en nano-optique, qui est l'étude nanométrique de la lumière.

"C'est un domaine en pleine croissance, " at-il dit. " La nano-optique et la plasmonique vous permettent de focaliser la lumière dans des régions plus petites qui sont en dessous de la limite de diffraction de la lumière. Une nanostructure plasmonique est comme une antenne optique. L'interaction plasmon-lumière rend la plasmonique fascinante."

Herzog met en place son laboratoire de recherche à l'Université de l'Arkansas, qui se concentrera sur la nano-optique et la plasmonique. En plus de sa nomination en physique, Herzog collabore avec le programme de microélectronique-photonique de l'université et est membre du corps professoral et de l'Institut de nanoscience et d'ingénierie de l'Université de l'Arkansas.