(Phys.org) — Des chercheurs de l'Université de Cincinnati découvrent comment manipuler la lumière pour mieux voir un jour les plus petits objets du monde à travers une super-lentille, ainsi que comment cacher un objet à la vue de tous.
Masoud Kaveh-Baghbadorani, doctorant dans le programme de physique de l'Université de Cincinnati, présentera cette recherche le 4 mars à la réunion de l'American Physical Society à Denver.
La recherche se concentre sur des oscillations collectives excitantes d'électrons métalliques appelés plasmons, et sur la direction de la lumière à travers des films métalliques nanométriques, environ mille fois plus fin qu'un cheveu humain. Le résultat pourrait renforcer les circuits intégrés ou faciliter une super-objectif avec sept fois la force d'un microscope standard, ouvrir de nouvelles recherches dans des domaines tels que l'étude des micro-organismes et des virus.
D'autres applications consistent à faire rebondir la lumière autour d'un objet en le recouvrant d'un film de métamatériau. Au lieu que l'objet réfléchisse la lumière et la fasse ainsi voir, la manipulation de la lumière peut le rendre invisible.
La plasmonique est un domaine émergent, mais il a ses limites dues à la perte d'énergie dans les couches métalliques, qui dissipent l'énergie du plasmon en chaleur. Les recherches de Kaveh-Baghbadorani se concentrent sur le développement de nanofils hybrides métal/organique qui fonctionnent essentiellement comme une pompe à énergie pour compenser les pertes de métal dans les nanostructures plasmoniques.
Masoud Kaveh-Baghbadorani, la gauche, et Hans-Peter Wagner
Cette pompe à énergie résulte du rayonnement d'excitons, une excitation électronique dans les nanofils semi-conducteurs. Kaveh-Baghbadorani explique que l'exciton fonctionne un peu comme un atome d'hydrogène - les charges négatives et positives sont liées ensemble. La recherche examine le transfert d'énergie des excitons dans les nanofils semi-conducteurs vers différents matériaux métalliques utilisés pour recouvrir les nanofils, ainsi que les effets de l'épaisseur des couches organiques de revêtement dans le transfert d'énergie.
Les chercheurs veulent savoir comment la dynamique des excitons est affectée par l'utilisation de différents matériaux organiques, et comment la durée de vie et les processus de transfert d'énergie des excitons des nanofils sont modifiés en modifiant la conception des nanofils ou l'épaisseur des couches d'espacement organiques.
le conseiller de Kaveh-Baghbadorani, Hans-Pierre Wagner, professeur agrégé de physique à l'UC, est l'un des co-chercheurs du projet. « Pour atteindre notre objectif, la connaissance des processus de relaxation des excitons et de transfert d'énergie dans les hétérostructures de nanofils semi-conducteurs plasmoniques est d'une importance cruciale, " dit Wagner, dont le laboratoire dispose d'une installation de croissance pour permettre aux chercheurs de produire une variété de structures plasmoniques. Le laboratoire dispose également de méthodes optiques spéciales pour mesurer les processus de relaxation des excitons sur une échelle de temps inférieure à la picoseconde.
Les co-chercheurs sur le projet incluent Wagner; Qiang Gao, chargé de recherche, et Chennupati Jagadish, professeur d'ingénierie, Université nationale australienne, où sont produits les nanofils semi-conducteurs ; et Gerd Duscher, professeur d'ingénierie, Université du Tennessee.
