تصويربرداري از فلزات متخلخل براي درک بهتر خواص نوري
| پژوهشگران سنگاپوري به بررسي خواص نوري فلزات متخلخل حاوي حفرات نانومقياس پرداختند. نتايج کار آنها نشان داد که اين فلزات طيف وسيع‌تري از نور خورشيد را جذب مي‌کند، بنابراين ظاهر اين فلزات مات و تيره ديده مي‌شود. طلا به‌عنوان يک فلز درخشان شناخته مي‌شود هرچند در صورت متخلخل بودن ظاهري مات و سياه پيدا مي‌کند. سطح طلاي متخلخل حاوي نانوحفره‌ها، زبر بوده و به شدت از درخشندگي آن کاسته شده است. مايکل بوسمن و همکارانش از موسسه آاستار نشان دادند که مات شدن ذرات طلا به‌دليل جفت شدن پرتوهاي نور با الکترون‌ها در سطح آن است. پرتو نوري با برخورد به سطح فلزات مي‌تواند موجب نوساناتي در سطح آنها شود. اگر اين پرتوها داراي طول موج مناسبي باشند، توسط سطح جذب شده و موجب تشکيل ذرات هيبريدي به‌نام پلاريتون‌هاي پلاسموني سطح مي‌شود. اين گروه تحقيقاتي نشان دادند که پلاريتون‌هاي پلاسموني سطح در فلزات مي‌توانند با هم ترکيب شده و موجب پديدار شدن جذب بالا در مواد متخخل شود. بوسمن مي‌گويد اندازه‌گيري‌هاي ما نشان مي‌دهد که اگر ازنزديک به اين مواد نگاه کنيد به هيچ وجه سياه نيستند، بلکه کاملا رنگي مي‌باشند. انها به نظر سياه مي‌رسند به اين دليل که ما از دور به آنها نگاه مي‌کنيم. زماني که ما از دور نظاره‌گر آنها هستيم، بيشتر رنگ‌هاي مختلف توسط اين سطوح جذب شده‌اند. |
|
| اين پديده که توسط پلاريتون‌هاي پلاسموني سطحي صورت مي‌گيرد در مقياس‌هاي زير ميکرومتر انجام مي‌شود بنابراين ميکروسکوپ‌هاي نوري رايج شرايط لازم براي مشاهده مستقيم پلاريتون‌هاي پلاسموني سطحي را ندارند. در اين پروژه محققان پرتوهاي الکتروني را در فيلم‌هاي طلا و نقره روبش کردند با اين کار موفق به ترسيم نقشه دو بعدي از طول موج نورهاي جذب شده در يک نقطه ويژه شدند. نتايج نشان داد که با تغيير شکل و ابعاد نانوحفره‌ها، پلاريتون‌هاي پلاسموني سطحي پرتوهايي با طول موج وسيع‌تري را جذب مي‌کنند. از اين يافته مي‌توان براي توليد ادوات فتوولتائيک با کارايي بالا استفاده کرد. بوسمن مي‌گويد اين نتايج نشان مي‌دهد که مي‌توان طلا و نقره را به رنگ‌هاي دلخواه خود در آوريم. همچنين مي‌توان شرايطي فراهم کرد که جذب نور خورشيد با کارايي بالا انجام گيرد براي اين کار تنها کافي است طلا يا نقره را به شکلي در آوريم که طيف وسيع‌تري از نور خورشيد را جذب کند. نتايج اين تحقيق در قالب مقاله‌اي تحت عنوان Light splitting in nanoporous gold and silver در نشريه ACS Nano به چاپ رسيده است. |