FIGUE. 1. (a) Représentation schématique de l'appareil avec LC planaire. Le dispositif se compose d'un substrat de verre recouvert d'ITO avec un réseau de nanoparticules fabriqué sur le dessus et recouvert d'une couche d'alignement PS. La couche LC est maintenue en place au-dessus du PS par un second substrat de verre recouvert d'ITO et d'une couche d'alignement PI. Les directions de frottement des couches d'alignement sont indiquées par les doubles flèches orange. L'axe optique extraordinaire est parallèle à l'alignement LC, qui est dans ce cas selon l'axe y. (b) Représentation schématique du même dispositif sous application d'un potentiel électrique et affichant un LC homéotrope. ( c ) Photographie de deux dispositifs représentés par les deux carrés de réseaux avec différentes tailles de nanotiges mais des pas de réseaux égaux. L'angle auquel la photo a été prise a permis à la diffraction des longueurs d'onde bleues d'entrer dans l'appareil photo, d'où la couleur des réseaux de particules. (d) Image au microscope électronique à balayage du réseau de particules aux dimensions de nanotiges
Le manuscrit "Electric tuning and switching of the resonant response of nanoparticle arrays with liquid crystals" par Erik van Heijst et ses collaborateurs (PSN) a été sélectionné comme article vedette et couverture de journal dans le dernier numéro du Journal of Applied Physique et un article SciLight a été écrit par l'American Institute of Physics. Dans cet article, il est montré comment les résonances plasmoniques collectives peuvent être contrôlées électriquement avec des cristaux liquides. Il s'agit du premier manuscrit de l'EHCI et de l'ICMS ensemble. Erik van Heijst a effectué son travail dans le cadre de ses recherches de fin d'études au département de physique appliquée et de génie chimique où il a obtenu le double diplôme l'année dernière.
Les résonances plasmoniques dans les nanoparticules métalliques se sont révélées prometteuses pour un large éventail d'applications, y compris les nanolasers et les biocapteurs extrêmement sensibles de taille nanométrique. Le domaine de la plasmonique a connu des améliorations constantes vers un contrôle actif des résonances en utilisant l'indice de réfraction du matériau entre les nanoparticules.
Van Heijst et al. conçu, construit et analysé un dispositif accordable combinant des réseaux de nanoparticules qui prennent en charge les résonances de réseau de surface collectives (SLR) avec des cristaux liquides. En tirant parti de l'accordabilité des cristaux liquides et de l'effet de l'indice de réfraction de l'environnement sur les SLR, la réponse optique du réseau peut être contrôlée électriquement en commutant entre les états du cristal liquide. Le réglage spectral rapide et réversible qui en résulte donne aux utilisateurs un large degré de contrôle sur la longueur d'onde SLR.
Les résonances collectives étroites au sein des matrices sont des caractéristiques clés de la capacité de l'appareil à régler la résonance avec un tel contrôle.
"Parce que nous avons des résonances collectives étroites, les changements d'indice de réfraction que nous pouvons induire avec le cristal liquide sont suffisants pour déplacer la résonance sur presque toute sa largeur", a déclaré l'auteur Jaime Gómez Rivas.
Bien qu'ils soient délocalisés par rapport aux nanoparticules individuelles, les modes hybrides plasmonique-photonique des SLR présentent de grandes améliorations de l'intensité du champ électrique.
Expérimentalement, le groupe a découvert que le décalage d'énergie SLR était inférieur à ce qui était indiqué dans les simulations, qu'ils attribuent à la surface rugueuse des électrodes d'oxyde d'étain et d'indium et à l'alignement imparfait des cristaux liquides imposé par la structure des nanoparticules.
Le groupe vise à régler l'émission de molécules dispersées dans le cristal liquide, qui pourraient ensuite être couplées à la résonance collective et permettre in fine un changement d'orientation cristalline. Les nanoparticules rondes améliorent les facteurs de qualité des résonances de réseau de surface
