Interazioni del Campo Elettrico su Nanostructures A Sezione Circolare: Un'Intervista con Dott. Ventsislav Valev


Dott. Ventsislav Valev, Socio di Ricerca, Laboratorio di Cavendish, Università di Cambridge.
Autore Corrispondente: vkv23@cam.ac.uk

In questa intervista della Guida di Pensiero, colloqui di Dott. Ventsislav Valev Per Volere Soutter circa la sua ricerca “sui hotspot„ nei campi elettrici sulle superfici nanostructured, che hanno applicazioni nella catalisi, in sensori e nella scienza analitica.

La WS: Potete darci un certo contesto alla vostra ricerca sulle interazioni sulle superfici nanostructured?

VV: Ciao E ringraziamenti per la vostra domanda. Probabilmente sapere che i beni ottici dei materiali naturali dipendono dalle loro particelle elementari, quali gli atomi e le molecole. Bene, molto similmente, i nanomaterials artificialmente costruiti derivano i loro beni da quelli delle celle di unità nanoengineered.

Quando l'indicatore luminoso splende su tali celle di unità, le sue oscillazioni elettromagnetiche determinano la densità di elettrone all'interno dei nanostructures e, a loro volta, queste variazioni di densità di elettrone costituiscono la sorgente di un campo elettrico di superficie molto non omogeneo - il campo locale.

Se considerate le righe locali del campo elettrico, vedereste quelle righe essere molto ammucchiate in due ordinamenti delle regioni sui nanostructures. In Primo Luogo, nelle regioni marcate, quali gli angoli o i suggerimenti, in cui le righe di campo sono tirate insieme dai vincoli geometrici. Ed in secondo luogo, nelle regioni di più alta densità di elettrone, dove le spese dell'elettrone costituiscono le forti sorgenti per il campo locale.

Queste regioni di righe di campo ammucchiate, alla superficie di metallo nanostructured, corrispondono ai potenziamenti del campo locale e comunemente si riferiscono a come “hotspot„. Tutti questi trattamenti possono avere alcune conseguenze affascinanti.

La WS: Che Cosa vi ha attirato verso il lavoro in materia?

VV: Per essere onesto, ero un ventilatore della fantascienza molto prima che diventassi uno scienziato. Come bambino, mi ricordo sognare che vivrei abbastanza lungamente per vedere i trasmettitori tenuti in mano reali di Star Trek; ed ora abbiamo smartphones. Che Cosa mi ha attirato verso il campo del nanophotonics è che persegue tante idee che sembrano uscire da diritto la fantascienza.

I Colleghi all'interno del mio campo stanno perseguendo le cose come mascherare di invisibilità, levitazione con indicatore luminoso, levitazione di quantum, teletrasporto, i condensati di Bose-Einstein alla temperatura ambiente, la computazione ottica, i microscopi di super-risoluzione, Ecc. Il Mio soltanto rammarico è che, per le ragioni pratiche, non posso lavorare a tutto che sia così emozionante all'interno del mio campo.

In nanostructures a sezione circolare, “i hotspot„ quel modulo sulle superfici nanostructured delocalized normalmente intorno all'intera struttura, fornente i beni molto più attraenti per la catalisi e le applicazioni analitiche.

La WS: Il Vostro lavoro recente è stato pubblicato a settembre in Materiali Avanzati - dicaci circa i risultati pubblicati in quel documento.

VV: Il Nostro lavoro finora è stato messo a fuoco sulla rappresentazione i hotspot sui materiali nanostructured con un secondo microscopio della generazione di armoniche. Abbiamo studiato molte progettazioni nanostructured e conseguentemente abbiamo osservato tantissimi hotspot. Poi abbiamo rivolto la nostra attenzione ai nanostructures a sezione circolare e, per la prima volta, non abbiamo veduto hotspot. Invece, gli interi anelli sono diventato visibili. Ci siamo domandati che cosa era accaduto ai hotspot.

È importante precisare che in questo esperimento l'indicatore luminoso che splende sui nanostructures a sezione circolare è stato polarizzato circolarmente. Ciò significa che, poichè le propagazioni leggere, un nanostructure che è immobile nello spazio avvertiranno un campo elettrico girante dall'onda leggera. Come questo campo elettrico guida per densità di carica dei nanostructures, noi comunque che forse la densità di carica è stata girata lungo gli anelli. Se quello fosse vero, significherebbe che i potenziamenti del campo locale, o “i hotspot„, ancora là, solo più non sono stati limitati ai punti, ma invece si sono distribuiti sopra l'intera superficie degli anelli.

Per verificare la nostra ipotesi, abbiamo realizzato due insiemi delle simulazioni numeriche indipendenti ed entrambi hanno dimostrato che, effettivamente, la rotazione del campo elettrico di indicatore luminoso circolarmente polarizzato si comunica sulla densità di carica dei nanostructures a sezione circolare. Questo comportamento ha potuto piombo alle applicazioni significative.

La WS: Che applicazioni hanno potuto le vostre nuove scoperte avere nell'più ampia comunità di scienza?

VV: In linea generale, le interazioni fra le molecole ed i hotspot sono di grande interesse perché permettono le reazioni fotochimiche localizzate, le reazioni catalitiche ed il potenziamento estremo dei beni ottici delle molecole.

I Hotspot tuttavia soffrono due limitazioni intrinseche: possono diventare troppo caldi e sono limitati alle piccole zone. Cioè il calore dai potenziamenti del campo locale può distruggere i nanostructures e, per quanto riguarda le molecole, prima che possano fare i loro migliorare beni ottici, in primo luogo, devono trovare i hotspot sulla superficie del materiale.

Distribuendo il campo locale sopra la superficie degli anelli, i nostri risultati sembrano indirizzare entrambe le limitazioni: il calore si distribuisce più costante sopra la superficie e quella intera superficie diventa disponibile per le interazioni con le molecole.

La WS: Queste scoperte senza dubbio inganneranno alla più ricerca nell'area. Che Cosa è il punto seguente nel vostro lavoro?

VV: Finora, i nostri anelli nani sono stati fatti dalla litografia del fascio di elettroni, che è un metodo molto preciso ma molto costoso. Mentre è eccellente per le ricerche di laboratorio dei principi di fondo di materiali futuri, il metodo stesso è improbabile da essere usato per realmente la fabbricazione dei questi materiali. Di Conseguenza, dopo, rivolgeremo la nostra attenzione ad altri tipi di metodi per la produzione degli anelli nani. Ciò è uno dei motivi principali perché recentemente mi sono mosso verso il gruppo di Prof. Jeremy Baumberg al laboratorio di Cavendish, a Cambridge.

La WS: Dove possiamo trovare più informazioni sul vostro lavoro?

VV: Il Mio sito Web personale www.valev.org è forse la migliore fonte di informazione sulla nostra attività in corso. In futuro, più informazioni hanno potuto anche essere trovate alla pagina del Centro di NanoPhotonics a Cambridge.

 

Date Added: Oct 24, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 12:26

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