Het manuscript "Electric tuning and switching of the resonant response of nanoparticle arrays with liquid crystals" van Erik van Heijst en collega's (PSN) is geselecteerd als uitgelicht artikel en tijdschriftomslag in het laatste nummer van het Journal of Applied Natuurkunde en een SciLight-artikel is geschreven door het American Institute of Physics. In dit artikel wordt getoond hoe collectieve plasmonische resonanties elektrisch kunnen worden gecontroleerd met vloeibare kristallen. Dit is het eerste manuscript van de EHCI en ICMS samen. Erik van Heijst deed zijn werk in het kader van zijn afstudeeronderzoek bij de faculteit Technische Natuurkunde en Chemische Technologie waar hij vorig jaar de dubbele graad behaalde.

Plasmonische resonanties in metalen nanodeeltjes zijn veelbelovend gebleken voor een breed scala aan toepassingen, waaronder nanolasers en extreem gevoelige biosensoren van nanoformaat. Het veld van plasmonica heeft gestage verbeteringen gezien in de richting van actieve controle over resonanties met behulp van de brekingsindex van het materiaal tussen nanodeeltjes.

Van Heijst et al. ontwierp, construeerde en analyseerde een afstembaar apparaat dat nanodeeltjesarrays combineert die collectieve oppervlakteroosterresonanties (SLR's) ondersteunen met vloeibare kristallen. Door gebruik te maken van de afstembaarheid van vloeibare kristallen en het effect van de brekingsindex van de omgeving op spiegelreflexcamera's, kan de optische respons van de array elektrisch worden geregeld door te schakelen tussen toestanden in het vloeibare kristal. De resulterende snelle en omkeerbare spectrale afstemming geeft gebruikers een grote mate van controle over de SLR-golflengte.

Smalle collectieve resonanties binnen arrays zijn de belangrijkste kenmerken van het vermogen van het apparaat om resonantie af te stemmen met een dergelijke controle.

"Omdat we smalle collectieve resonanties hebben, zijn de veranderingen in de brekingsindex die we kunnen induceren met het vloeibare kristal voldoende om de resonantie bijna over de volledige breedte te verschuiven", zei auteur Jaime Gómez Rivas.

Ondanks dat ze gedelokaliseerd zijn met betrekking tot de individuele nanodeeltjes, vertonen de hybride plasmonisch-fotonische modi van spiegelreflexcamera's grote verbeteringen van de elektrische veldintensiteit.

Experimenteel ontdekte de groep dat de SLR-energieverschuiving minder was dan wat werd aangegeven in simulaties, wat ze toeschrijven aan het ruwe oppervlak van de indiumtinoxide-elektroden en de onvolmaakte uitlijning van vloeibare kristallen opgelegd door de nanodeeltjesstructuur.

De groep wil de emissie van moleculen die in het vloeibare kristal zijn verspreid, afstemmen, die vervolgens kunnen worden gekoppeld aan de collectieve resonantie en uiteindelijk een verandering in de kristaloriëntatie mogelijk maken. + Verder verkennen

Ronde nanodeeltjes verbeteren de kwaliteitsfactoren van oppervlakteroosterresonanties