science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Kleine linialen om structuren op nanoschaal te meten

In tegenstelling tot een conventionele dimeerplasmonliniaal voor nanodeeltjes, deze nieuwe toont een ongeveer lineaire relatie tussen de resonantiegolflengteverschuivingen en nanosfeerdimeer-interdeeltjesscheiding voor een lineaire plasmonliniaal.

Met de komst van machines ter grootte van nanometers, er is veel vraag naar stabiele, nauwkeurige instrumenten om absolute afstanden en afstandsveranderingen te meten. Een manier om dit te doen is met een plasmonliniaal. In natuurkundig jargon, een "plasmon" is het quasideeltje dat resulteert uit de kwantisering van plasmaoscillatie; het zijn in wezen de collectieve oscillaties van het vrije elektronengas op een metalen oppervlak, vaak op optische frequenties.

Een edel metaaldimeer (een molecuul dat ontstaat door het combineren van twee entiteiten van dezelfde soort) is gebruikt als een plasmonliniaal om absolute afstands- en afstandsveranderingsmetingen te doen.

Natuurkundigen van de Chinese Universiteit van Wuhan ontdekten dat nanosferen in combinatie met een nanostaafdimeer kunnen worden gebruikt om het probleem van meetgevoeligheid op te lossen. Ze geven details over hun bevindingen in het American Institute of Physics' Tijdschrift voor Toegepaste Natuurkunde .

Shao-Ding Liu en Mu-Tian Cheng gebruikten een nanostructuur als lineaire plasmonliniaal. Nanosferen werden gebruikt om de oppervlakteplasmonkoppeling van een nanostaafdimeer te modificeren. Ze ontdekten dat de resonantiegolflengteverschuiving ongeveer lineair toeneemt met de toename van de interdeeltjesscheidingen van een nanosfeer - wat resulteert in een structuur die nuttig is als een plasmonliniaal met homogene meetgevoeligheid.

"Een nanodeeltjes-dimeerplasmonliniaal heeft veel voordelen omdat de meetgevoeligheid homogeen is, het kan werken in het nabij-infraroodgebied, en de grootte van de structuur en de aspectverhouding van nanostaafjes kunnen vrij worden aangepast om het gewenste meetbereik en de gewenste gevoeligheid te krijgen, " merkt Liu op.

Toepassingen voor de lineaire plasmonliniaal reiken verder dan studies van optische eigenschappen van metalen nanostructuren tot microscopie met één molecuul, oppervlakte-verbeterde Raman-spectroscopie, golfgeleiding en biosensing.