Les plasmoniques sont des phénomènes optiques spéciaux qui sont compris comme des interactions entre la lumière et la matière et possèdent diverses formes, compositions matérielles et comportements liés à la symétrie. La conception de telles structures plasmoniques à l'échelle nanométrique peut ouvrir la voie à des matériaux optiques qui répondent à l'orientation de la lumière (polarisation), ce qui n'est pas facilement réalisable dans la taille globale et dans les matériaux existants.

À cet égard, la « croissance d’ombre » est une technique qui utilise le dépôt sous vide pour produire des nanoparticules à partir d’une large gamme de formes 2D et 3D à l’échelle nanométrique. Les progrès récents de la recherche dans le contrôle de cet effet d'ombre ont élargi les possibilités de création de différentes nanostructures.

Aujourd'hui, dans des études jumelles dirigées par le professeur adjoint Hyeon-Ho Jeong de l'Institut des sciences et technologies de Gwangju (GIST), en République de Corée, les chercheurs ont mis en lumière de manière exhaustive les progrès récents dans les techniques de croissance d'ombre pour les nanomatériaux plasmoniques hybrides, y compris l'horloge. designs inspirés contenant du magnésium (Mg).

Les études ont été publiées dans Advanced Materials. le 25 mars 2022 (avec Jang-Hwan Han et Doeun Kim comme co-premiers auteurs et le professeur Peer Fischer et le Dr Jeong comme co-auteurs correspondants) et Advanced Optical Materials le 20 novembre 2023 (avec Juhwan Kim et Jang-Hwan Han comme co-premiers auteurs et le Dr Jeong comme auteur correspondant), respectivement.

L'effet d'ombre fait ici référence à la présence de zones « sombres » sur une surface qui sont masquées par des molécules « germes », et donc inaccessibles pour le dépôt de matériaux vaporisés, un peu comme les zones d'ombre que la lumière ne peut pas atteindre.

Le Dr Jeong précise :« Puisque ces zones d'ombre sont les régions où le matériau ne peut pas être déposé, un ensemble de nanostructures tridimensionnelles peut être formé. Cette formation dépend de la taille de la graine, de l'espacement entre les graines. , et l'inclinaison du substrat."

De plus, explique Doeun Kim, titulaire d'un doctorat. étudiant, "La création de nanostructures uniques est influencée par l'introduction de la rotation au cours du processus, basée sur la vitesse, le temps et l'angle de rotation, formant finalement des nanostructures tridimensionnelles."

Dans la première étude (présentée en page de couverture), l’équipe a présenté la production de diverses nanostructures à l’aide d’une technique spécifique de croissance d’ombre connue sous le nom de dépôt à angle oblique. Ces structures présentent des propriétés optiques accordables obtenues grâce à des modifications appropriées de leur matériau, de leur forme et de leur environnement.

Leur examen met également l'accent sur un large éventail d'applications potentielles, notamment les nano- et micro-robots pour la cicatrisation des plaies et l'administration de médicaments dans le corps humain, les dispositifs photoniques et la spectroscopie chirale, entre autres.

Pour l'étude ultérieure, l'équipe a créé des rotamères 3D (molécules avec des arrangements de rotation spécifiques) capables de polarisation à la fois linéaire et circulaire, ainsi que de stocker une quantité importante d'informations.

Cette conception inspirée de l'horloge consiste à placer deux nanotiges en Mg à un certain angle modifiable, ressemblant aux aiguilles des heures et des minutes d'une horloge. Ces nanostructures sont également prometteuses pour diverses applications, telles que la vérification sécurisée d'éléments tels que les billets de banque, les dispositifs anti-contrefaçon et les écrans capables de passer aux états optiques souhaités, selon les besoins.

Parlant de ces développements et envisageant l'avenir de la plasmonique, le Dr Jeong déclare :« Ces rotamères peuvent avoir une utilisation potentielle dans des fonctions physiquement non clonables, un domaine qui fait actuellement l'objet de recherches intensives pour garantir des niveaux de sécurité robustes du matériel, tel que les PC ou les serveurs. » /P>

doctorat Juhwan Kim, étudiant, ajoute :"En particulier, la capacité de filtrer sélectivement les sources de lumière UV et les longueurs d'onde visibles spécifiques en fonction de l'état de polarisation peut également être utilisée dans les lunettes et les fenêtres pour protéger les yeux et la peau en bloquant les rayons UV du soleil."

Plus d'informations : Jang‐Hwan Han et al, Ingénierie des nanostructures plasmoniques avec croissance fantôme, Matériaux avancés (2022). DOI : 10.1002/adma.202107917

Juhwan Kim et al, Nano‐Rotamères Plasmoniques avec Coloration Programmable à Résolution de Polarisation, Matériaux Optiques Avancés (2023). DOI :10.1002/adom.202301730

Informations sur le journal : Matériaux avancés , Matériaux optiques avancés

Fourni par l'Institut des sciences et technologies de Gwangju