Nanopartikel av guld kan förstärka laserljus
Halvledare och nanopartiklar gjorda av metall har unika egenskaper som aldrig tidigare skådats. De kan till exempel förstärka infallande laserljus. Den nya upptäckten kan bli mycket viktig för utvecklingen av framtidens optiska datorer.
I en studie som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature Communications har ett svensk-tyskt team, där bland annat fysikforskare från Lunds universitet ingår, undersökt hur nanopartiklar reagerar på laser. De har bland annat undersökt vilka egenskaper partiklar gjorda av metall och halvledare har.
I ett laboratorium i tyska Ilmenau framställdes en svampliknande nanopartikel av guld vars porer fylldes med zinkoxid genom en metod där olika typer av gas användes. Denna partikel, med en omkrets på några hundra nanometer, skickades sedan till Lund Laser Centre där den bestrålades med laser och studerades i fotoemission-elektronmikroskop.
Forskarteamet menar att metoden med att erhålla kraftigt ljus genom att bestråla nanopartiklar av metall kan bli användbar i utvecklingen av framtidens optiska datorer. Istället för att använda sig av elektroner, som idag, kan nanopartiklar fungera som små ljuskällor som driver datorerna. En annan möjlig tillämpning kan vara ultrasnabba optiska växlar eller transistorer.
– Vi kunde för första gången se att ljus sprids slumpmässigt mellan partikelporerna, och efter en viss tid koncentreras i små distinkta hotspots där livslängden för ljuset är mycket längre än för partikeln i allmänhet, säger Jan Vogelsang, fysikforskare vid Lunds universitet.
En annan upptäckt som forskarna gjorde var att halvledarmaterialet zinkoxid inte bara fick laserfärgen att ändras från rött till blått. Zinkoxiden bidrog också till att ljusintensiteten som uppstod när de gyllene nanopartiklarna bestrålades blev mycket starkare.
– Jag och mina kollegor arbetar vidare i gränslandet mellan synkrotronstrålningsforskning och atomfysik. Vi hoppas kunna presentera fler intressanta upptäckter och tillämpningar framöver, säger Jan Vogelsang.