Een team van onderzoekers van de Chalmers University of Technology heeft een manier gevonden om zelfassemblerende optische holtes te creëren die een sterke koppelingstoestand kunnen bereiken die polaritonvorming ondersteunt. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , de groep beschrijft hoe hun optische holtes werden gemaakt en het mogelijke gebruik ervan. Johannes Feist van de Autonome Universiteit van Madrid heeft een artikel in News and Views gepubliceerd over het werk dat het team aan deze inspanning heeft gedaan in hetzelfde tijdschriftnummer.

Optische holtes zijn opstellingen van spiegels die licht opvangen. Ze zijn een van de belangrijkste componenten van lasers. In deze nieuwe poging de onderzoekers werkten met kleine metaalvlokken waarvan ze dachten dat ze konden worden gebruikt om een ​​optische holte te creëren. Daartoe, ze creëerden een organische, ionische verbindingsoplossing die geladen ionen bevatte (zowel positief als negatief). Vervolgens lieten ze minuscule metaalvlokken in de oplossing zweven, die de vlokken bedekte met dubbele lagen van de ionen, waardoor ze een netto positieve lading kregen - een situatie die er normaal gesproken toe zou leiden dat de vlokken elkaar volledig afstoten. Echter, de vlokken werden ook gekenmerkt door een Casimir-kracht, die diende om de afstotende krachten tegen te gaan. Ze ontstonden door willekeurige elektronenbeweging in de metaalvlokken. Samen, de twee krachten resulteerden erin dat de metaalvlokken zichzelf assembleerden tot gespiegelde paren met een zeer kleine afstand ertussen (ongeveer 100-200 nm), aanmerkelijk kleiner dan de diameter van de vlokken. Die ruimte werd gevonden om licht op te vangen, wat betekende dat het een optische holte was.

optische holtes, zoals die geproduceerd door de metaalvlokken, vang niet al het licht in een systeem. Ze vangen alleen bepaalde frequenties op, waardoor ze een staande golf kunnen vormen. In dergelijke systemen, de golflengte van het opgesloten licht wordt bepaald door de lengte van de holte. De onderzoekers ontdekten dat door de optische holtes te manipuleren, ze zouden ze kunnen pushen om polaritonvorming te ondersteunen. Ze merken ook op dat het veranderen van de afstand tussen de metaalvlokken door het veranderen van de concentratie van ionen in de oplossing het mogelijk maakte polaritons van verschillende materialen te creëren. Ze concluderen dat hun aanpak kan worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen, van optomechanische tot polaritonische chemie tot nano-machines.

© 2021 Science X Network