Исследователи из Международного центра спектроскопии и квантовой химии СФУ, совместно с учёными из Дании и Швеции, разработали технологии нового поколения для создания плазмонных светоконцентраторов. Эти устройства помогут усовершенствовать методы проектирования наноматериалов для медицины, энергетики и экологии.
Зачем нужны светоконцентраторы?
Они могут собирать свет в области размером всего в несколько нанометров. Это открывает путь к созданию сверхточных материалов для диагностики, фотовольтаики и нанотехнологий. Одним из главных элементов таких устройств являются плазмонные иглы – микроструктуры, которые усиливают электромагнитное поле.
Учёные впервые на атомистическом уровне изучили, как температура влияет на работу плазмонных игл. Используя современные методы моделирования, они исследовали различные формы наноструктур – от конусов до октаэдров. Тетраэдрические структуры лучше выдерживают нагрев, сохраняя свои свойства дольше.
«Мы выяснили, что за первые 5 наносекунд острые кромки таких структур теряют до 25-кратной интенсивности электромагнитного поля. Это знание поможет нам проектировать более устойчивые элементы», – отметил профессор СФУ Сергей Карпов.
Работа учёных уже привела к созданию новых методов проектирования наноматериалов. В перспективе эти технологии могут быть использованы в:
-
медицине: для биовизуализации и сенсоров;
-
энергетике: для улучшения солнечных батарей;
-
науке: для создания сверхточных микроскопов и приборов.
«В итоге мы планируем создать устойчивые к нагреву светоконцентраторы с уникальными параметрами, которые будут превосходить существующие аналоги», — подчеркнул директор центра Сергей Полютов.
Фото: СФУ
