உலோக நானோ துகள்களின் வரிசைகள் ஒளியியல் குழியை உருவாக்குதல்

எரிக் வான் ஹெய்ஸ்ட் மற்றும் சக பணியாளர்கள் “Electric tuning and switching of the resonant response of nanoparticle arrays with liquid crystals” என்ற தலைப்பில் ஜர்னல் ஆஃப் அப்ளைடு பிசிக்ஸ் மற்றும் SciLight கட்டுரையை அமெரிக்க இயற்பியல் நிறுவனம் எழுதியுள்ளது. இந்தக் கட்டுரையில், கூட்டு பிளாஸ்மோனிக் அதிர்வுகளை எவ்வாறு திரவப் படிகங்கள் மூலம் மின்சாரம் மூலம் கட்டுப்படுத்தலாம் என்று காட்டப்பட்டுள்ளது. இது EHCI மற்றும் ICMS-இன் முதல் கையெழுத்துப் பிரதியாகும். எரிக் வான் ஹெய்ஸ்ட் கடந்த ஆண்டு இரட்டைப் பட்டம் பெற்ற அப்ளைடு இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் துறையில் தனது பட்டப்படிப்பு ஆராய்ச்சியின் ஒரு பகுதியாக தனது பணியைச் செய்தார்.

உலோக நானோ துகள்கள் நானோலேசர்கள் மற்றும் மிகவும் உணர்திறன் கொண்ட நானோ அளவிலான உயிர் உணர்விகள் உட்பட பல்வேறு வகையான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. பிளாஸ்மோனிக்ஸ் ஆராய்ச்சி, நானோ துகள்களுக்கு இடையே உள்ள ஒளிவிலகல் குறியீட்டைப் பயன்படுத்தி அவற்றின் அதிர்வுகளை தீவிரமாகக் கட்டுப்படுத்துவதில் நிலையான முன்னேற்றங்களைக் கண்டுள்ளது.

வான் ஹெய்ஸ்ட் மற்றும் பலர். திரவ படிகங்களுடன் கூட்டு மேற்பரப்பு லேட்டிஸ் அதிர்வுகளை (SLRs-Surface Lattice Resonances) ஆதரிக்கும் நானோ-துகள் வரிசைகளை ஒருங்கிணைத்து ஒரு டியூன் செய்யக்கூடிய சாதனம் வடிவமைக்கப்பட்டு, பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது. திரவ படிக காட்சிகளின் சீரான தன்மை மற்றும் அதில் சுற்றியுள்ள ஊடகத்தின் ஒப்பீட்டு ஒளிவிலகல் குறியீட்டின் விளைவைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், LC செல்களின் வரிசையின் ஒளியியல் பதிவை மின்சாரம் மூலம் கட்டுப்படுத்தலாம். இதன் விளைவாக விரைவான மற்றும் மீளக்கூடிய நிறமாலை ட்யூனிங் பயனர்களுக்கு SLR அலைநீளத்தின் மீது அதிக அளவிலான கட்டுப்பாட்டை வழங்குகிறது.

ஒரு வரிசைக்குள் உள்ள குறுகிய கூட்டு அதிர்வெண்கள், அத்தகைய கட்டுப்பாட்டின் அதிர்வுகள் ஒரு சாதனத்தின் திறனில் முக்கிய அம்சமாகும்.

“எங்களிடம் குறுகிய கூட்டு அதிர்வுகள் இருப்பதால், திரவ படிகத்துடன் நாம் தூண்டக்கூடிய ஒளிவிலகல் குறியீட்டில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் அதிர்வுகளை அதன் முழு அகலத்திற்கு மாற்ற போதுமானது” என்று எழுத்தாளர் ஜெய்ம் கோம்ஸ் ரிவாஸ் கூறினார்.

தனிப்பட்ட துகள்களைப் பொறுத்து இடமாற்றம் செய்யப்பட்டிருந்தாலும், SLR-களின் கலப்பின பிளாஸ்மோனிக்-ஃபோட்டோனிக் முறைகள் (HPMs- Hybrid Plasmonic-Photonic modes) மின்சார புலத்தின் தீவிரத்தை அதிக அளவில் மேம்படுத்துகின்றன.

சோதனை ரீதியாக, மின்முனைகளின் தோராயமான மேற்பரப்பு மற்றும் நானோ துகள் கட்டமைப்புகளால் செய்யப்பட்ட சீரமைப்பு ஆகியவற்றின் காரணமாக உருவகப்படுத்துதல்களால் கணிக்கப்பட்டதை விட SLR ஆற்றல் மாற்றம் குறைவாக இருப்பதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர்.

குழுவானது திரவப் படிகத்திற்குள் சிதறடிக்கப்பட்ட மூலக்கூறுகளின் உமிழ்வைக் கட்டுப்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. இது பின்னர் கூட்டு அதிர்வலையுடன் இணைக்கப்பட்டு இறுதியில் படிக சீரமைப்பில் மாற்றத்தை அனுமதிக்கும்.

References:

• Liebendorfer, A. (2022). Liquid crystal tuning controls resonances in metallic nanoparticle arrays.
• van Heijst, E. A., ter Huurne, S. E., Sol, J. A., Castellanos, G. W., Ramezani, M., Murai, S., & Gómez Rivas, J. (2022). Electric tuning and switching of the resonant response of nanoparticle arrays with liquid crystals. Journal of Applied Physics, 131(8), 083101.
• Wang, H., & Vial, A. (2013). Plasmonic resonance tunability and surface-enhanced raman scattering gain of metallic nanoparticles embedded in a liquid crystal cell. The Journal of Physical Chemistry C, 117(46), 24537-24542.
• van Heijst, E. A., ter Huurne, S. E., Sol, J. A., Castellanos, G. W., Ramezani, M., Murai, S., & Gómez Rivas, J. (2022). Electric tuning and switching of the resonant response of nanoparticle arrays with liquid crystals. Journal of Applied Physics, 131(8), 083101.
• Vasić, B., Zografopoulos, D. C., Isić, G., Beccherelli, R., & Gajić, R. (2017). Electrically tunable terahertz polarization converter based on overcoupled metal-isolator-metal metamaterials infiltrated with liquid crystals. Nanotechnology, 28(12), 124002.