Les chercheurs ont trouvé une méthode d'ajustement réversible de la couleur du rayonnement de sources lumineuses de taille nanométrique. Précédemment, la couleur du rayonnement ne pouvait être spécifiée que lors de la synthèse des nanoparticules, mais maintenant il peut être changé après la synthèse. La stabilité et les résonances électromagnétiques des particules sont conservées lors de cet ajustement. Cela les rend prometteurs pour les puces optiques, LED et dispositifs optoélectroniques. Les résultats sont publiés dans Lettres nano .

La résonance est la coïncidence entre les fréquences de deux oscillations augmentant leur intensité. Il y a un demi-siècle, le physicien théoricien italien Hugo Fano a décrit un type particulier de résonance avec un profil asymétrique résultant de l'interférence de deux processus ondulatoires. Depuis, La résonance Fano a été activement utilisée en photonique, par exemple, pour créer des commutateurs optiques rapides, qui sont des éléments de circuits intégrés photoniques. La réduction de ces commutateurs à l'échelle nanométrique augmentera considérablement les performances des puces photoniques en intégrant un grand nombre d'éléments dans un seul appareil.

Chercheurs de l'Université ITMO, avec des collègues suédois, Australie, les États-Unis et la Lituanie, ont découvert la résonance de Fano dans les nanoparticules de pérovskite et ont pris le contrôle du spectre de résonance d'un ensemble de nanoparticules inorganiques. Pour faire ça, ils ont proposé une nouvelle méthode de réglage du rayonnement des nanoparticules. Au lieu de synthétiser plusieurs types de particules, ils ont proposé de changer la composition d'une particule prête par un traitement chimique spécial. Ce réglage étant réversible, elle peut être répétée plusieurs fois sans changer la stabilité des particules et l'intensité de leur rayonnement.

"Nous avons mené des expériences avec des nanoparticules de pérovskite organo-inorganiques uniques, ainsi qu'avec un réseau non ordonné de nanoparticules complètement inorganiques dispersées dans la matrice polymère. Nous avons réussi à enregistrer des résonances Fano dans les deux cas, mais l'accord réversible n'était possible que pour les particules inorganiques. Ils comprennent les anions brome, et pendant le réglage, nous avons changé de manière réversible les atomes de brome en atomes de chlore. Cela permet de décaler le spectre d'émission des particules dans la gamme de 420 à 520 nm. Les nanoparticules organo-inorganiques se sont avérées inadaptées à un ajustement similaire des propriétés photophysiques en raison de la présence de cations organiques dans leur structure, " dit Anatoly Pushkarev, chercheur associé au Laboratoire de nanophotonique hybride et d'optoélectronique de l'Université ITMO.

Selon les chercheurs, la méthode proposée pour régler le spectre d'émission des nano-antennes à pérovskite est universelle. Elle peut être appliquée à d'autres nanostructures inorganiques à base d'halogénures de plomb. Ainsi, il est possible d'obtenir des dispositifs optoélectroniques complexes sur puce avec le minimum de nanoparticules. De tels dispositifs miniatures peuvent servir à la transmission et au traitement de données, ainsi que pour la détection.

« Les résultats que nous avons obtenus sont prometteurs non seulement pour la création de circuits intégrés photoniques. La reconstruction du spectre d'émission du réseau de nanoparticules et le changement de position de la résonance de Fano dans leur spectre d'absorption optique peuvent être utilisés, par exemple, pour déterminer la concentration de vapeur d'halogénure d'hydrogène (HCl, HBr, HI) dans le milieu, " dit Ekaterina Tiguntseva, un étudiant diplômé de la Faculté de physique et de technologie de l'Université ITMO.