About / Advertise
Allt från miniatyriserad medicinsk apparatur till styrning av inflödet av ljus och värme i byggnader – det kan bli framtida användningar av en ny typ av styrbar nanooptik från Laboratoriet för organisk elektronik på Linköpings universitet.
I senaste numret av Nature Nanotechnology presenterar forskare på det berömda Linköpingslabbet ytterligare en användning av sin favoritplast PEDOT: styrbara optiska nanoantenner.
Det naturfenomen som forskarna utforskar kallas plasmoner. Det definieras normalt som kollektiva oscillationer i densiteten hos fri elektrongas. I detta fall är det dock inte ett kollektiv av elektroner som oscillerar, utan polaroner, vilket är positiva laddningar utmed en polymerkedja, i detta fall polymerkedjan PEDOT.
Polaronerna startar en kollektiv oscillation när nanostrukturer byggda i PEDOT träffas av ljus. Nanostrukturerna fungerar alltså som en antenn för ljus.
 |
|
Shangzhi Chen deponerar miljarder nanodiskar på en kvadratcentimeter stor yta. Var och en av dem reagerar på det infallande ljuset och skapar plasmoner. Också på bild: Magnus Jonsson. Foto: Thor Balkhed |
För det första har forskarna alltså skapat plasmoner i plast snarare än i metaller. Konstruktionen medger dessutom att våglängden är styrbar, och att det är möjligt att avaktivera och aktivera funktionen.
– I våra experiment reagerar de på ljus som har något längre våglängd än det synliga ljuset, vilket gör dem extra intressanta för exempelvis smarta fönster, säger Magnus Jonsson, som leder gruppen inom organisk fotonik och nanooptik vid Laboratoriet för organisk elektronik.
Efter noggranna beräkningar framställde doktoranden Shangzhi Chen miljarder nanosmå diskar, plattor, av det organiskt ledande materialet på en yta. Det är dessa små diskar som reagerar på ljus och fungerar som små antenner.
Diametern och tjockleken på diskarna påverkar vilken frekvens av ljus de reagerar på. Ju tjockare disk, desto högre frekvens.
Till skillnad från sina metall-kusiner, går nanoantennerna i det organiska materialet dessutom att stänga av och sätta på.
– Det här är grundforskning, men våra resultat öppnar för en helt ny typ av styrbar nanooptik som vi tror kan vara användbar för många applikationer i framtiden.
Tänkbara tillämpningar är biosensorer, optiska pincetter, energiöverföring eller förstärkning av optiska fenomen, exempelvis i miniatyriserad medicinsk apparatur. En annan tänkbar användning är att styra inflödet av ljus och värme i byggnader.
Studien har bedrivits i samarbete mellan forskare vid bland annat Laboratoriet för organisk elektronik och Terahertz Materials Analysis Center, båda vid Linköpings universitet. Finansiellt stöd kommer bland annat från Vetenskapsrådet och den strategiska satsningen på avancerade funktionella material, AFM, vid Linköpings universitet.
KÄLLA: Linköpings universitet
