Исследователи изучают манипуляции светом в плазмонных наноструктурах, используя дефазировку и динамику заселенности электронно-дырочных пар в полупроводниковых нанопроводах ядро-оболочка с металлическим покрытием. Этот метод минимизирует потери энергии и производство тепла. Исследование направлено на направление света через металлические пленки нанометровой толщины — примерно в тысячу раз тоньше человеческого волоса — для распространения света с помощью плазмонных волн, кумулятивных электронных колебаний.
Плазмоника — это новая область исследований, но она имеет ограничения из-за высоких потерь удельного сопротивления в металлических пленках. Кавех-Багбадорани занимается разработкой гибридных нанопроволок металл / органический полупроводник, которые работают как энергетический насос для компенсации потерь энергии в металлическом покрытии.«Мы пробовали это со сплавом серебра, теперь мы пробуем это с золотом.
Цель состоит в том, чтобы лучше понять и попытаться смоделировать, как энергия передается от полупроводниковой нанопроволоки к металлу. лучше понять эту передачу энергии или взаимодействие энергии », — объясняет Кавех-Багбадорани. «Мы работаем над улучшением сцепления полупроводниковых нанопроволок и металлического покрытия».Помимо использования другого металла, исследователи также используют вертикальное выравнивание структур нанопроволоки. Они также разработали метод полного окружения нанопроволок слоями золотых пленок толщиной 10 нанометров.
Вставленный органический материал работает как разделительный слой, контролирующий передачу энергии от нанопроволоки к металлу.«Металл приводит к высоким потерям сопротивления», — объясняет со-исследователь Ханс Петер-Вагнер, профессор физики Калифорнийского университета и советник Кавех-Багбадорани. «Мы хотим преодолеть эти потери, перекачивая энергию от экситонов нанопроволоки или электронных возбуждений в металл. Это причина, по которой мы проводим это исследование».Исследование также изучает влияние использования различных толщин органического разделительного слоя на энергетическую связь.
«Когда мы используем различные органические материалы в плазмонной структуре, мы можем продлить срок службы возбужденных носителей заряда, поэтому они могут дольше перемещаться внутри структуры, прежде чем они будут захвачены металлом», — говорит Кавех-Багбадорани. «Изменяя толщину органической прокладки, мы можем контролировать процесс передачи энергии».Будущие приложения могут включать в себя более быстрые и улучшенные характеристики компьютеров и других интеллектуальных электронных устройств, солнечных элементов или даже создание суперлинзы, что приведет к значительному усовершенствованию микроскопов текущего поколения. «Мы далеки от завершения потенциальных приложений для этих исследований и постоянно думаем о новых применениях. Область исследований чрезвычайно богата, конца не видно», — говорит Вагнер.
Соавторы проекта включают Вагнера; Ченнупати Джагадиш, профессор инженерии электронных материалов Австралийского национального университета; Цян Гао, научный сотрудник факультета инженерии электронных материалов Австралийского национального университета; и Герд Душер, профессор материаловедения и инженерии, Университет Теннесси.