金原子上的绿光:意外发现可聚集光线的金属纳米天线

由于单个原子或分子比可见光的波长小100到1000倍,因此收集有关其动态的信息是出了名的困难,特别是当它们被嵌入更大的结构中时。为了规避这一限制,研究人员正在设计金属纳米天线,他们将光线集中到一个微小的体积中,以极大地增强来自同一纳米级区域的任何信号。

纳米天线是纳米光子学的支柱,该领域正在对生物传感、光化学、太阳能采集和光子学产生深远影响。

现在,基础科学学院Christophe Galland教授领导的欧洲理工学院的研究人员发现,当绿色激光照射在金纳米天线上时,其强度被局部增强,以至于将金原子 \"打\"出其平衡位置,同时还可以一直保持整体结构的完整性。金纳米天线还放大了由新形成的原子缺陷散射的非常微弱的光线,使其在肉眼下可见。

因此,这种纳米级的原子舞蹈可以被观察橙色和红色的荧光闪烁,这是原子发生重新排列的标志。Galland说:\"这种原子规模的现象很难在现场观察到,即使使用高度复杂的电子或X射线显微镜也是如此,因为发出闪光的金原子团被埋在数十亿其他原子的复杂环境里。\"

这些意外的发现提出了新的问题,即微弱的连续绿光能够使一些金原子运动起来的确切微观机制。该研究的第一作者Wen Chen说:\"回答这些问题将是把光学纳米天线从实验室带入应用世界的关键--而我们正在努力。\"

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