Физики разработали новый сверхчувствительный способ измерения проводимости нанообъектов с использованием плазмонов – квазичастиц, которые представляют собой кванты колебаний плазмы, говорится в статье, опубликованной в журнале ACS Nano.

Высокоточные измерения проводимости необходимы исследователям, работающим в сфере наноэлектроники. В частности, крайне важно измерять проводимость сложных молекул, которые играют роль компонентов наноэлектронных схем.

Группа под руководством Наоми Халас из университета Райса специализируется на исследовании взаимодействия наночастиц со светом. В частности, они изучают плазмоны, которые возникают на поверхности металлических нанообъектов при облучении. За два десятилетия ученые в деталях исследовали физику плазмонов и показали, что плазмоны могут быть использованы для создания новых методов диагностики и лечения болезней, для развития солнечной энергетики, в оптических компьютерах.

Теперь они исследовали плазмонные димеры: металлические «шайбы» размером в несколько десятков нанометров, соединенные металлическими мостиками разной ширины и формы. При облучении этих димеров электромагнитным излучением возникают взаимодействующие плазмоны. Дело в том, что нанодиски, расположены рядом друг с другом, работают как управляемые светом электрические емкости. Если их соединить проводником, энергия плазмонов меняется, возникает резонанс, возникают плазмоны, работающие на другой частоте.

В серии экспериментов ученые меняли материал и размеры соединения между дисками и отслеживали свойства плазмонов. В результате они обнаружили, что «мостики» из золота и алюминия имеют резко отличающиеся оптические сигнатуры. Кроме того, оказалось, что даже же небольшие изменения проводимости материала приводят к существенному оптическому сдвигу.

Эти свойства могут быть полезны для исследователей, которым нужно определять проводимость наноразмерных проводников или других наноэлектронных компонентов. Ученые отмечают, что их метод позволит изучить электрические токи, проходящие через единичную молекулу, что важно для миниатюризации электроники.