金原子上的綠光:意外發現可聚集光線的金屬納米天線
由於單個原子或分子比可見光的波長小100到1000倍,因此收集有關其動態的信息是出了名的困難,特別是當它們被嵌入更大的結構中時。為了規避這一限制,研究人員正在設計金屬納米天線,他們將光線集中到一個微小的體積中,以極大地增強來自同一納米級區域的任何信號。
納米天線是納米光子學的支柱,該領域正在對生物傳感、光化學、太陽能採集和光子學產生深遠影響。
現在,基礎科學學院Christophe Galland教授領導的歐洲理工學院的研究人員發現,當綠色激光照射在金納米天線上時,其強度被局部增強,以至於將金原子”打”出其平衡位置,同時還可以一直保持整體結構的完整性。金納米天線還放大了由新形成的原子缺陷散射的非常微弱的光線,使其在肉眼下可見。
因此,這種納米級的原子舞蹈可以被觀察到橙色和紅色的熒光閃爍,這是原子發生重新排列的標誌。Galland說:”這種原子規模的現像很難在現場觀察到,即使使用高度複雜的電子或X射線顯微鏡也是如此,因為發出閃光的金原子團被埋在數十億其他原子的複雜環境裡。”
這些意外的發現提出了新的問題,即微弱的連續綠光能夠使一些金原子運動起來的確切微觀機制。該研究的第一作者Wen Chen說:”回答這些問題將是把光學納米天線從實驗室帶入應用世界的關鍵–而我們正在努力。”