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Interacções do Campo Elétrico em Nanostructures Circular: Uma Entrevista com Dr. Ventsislav Valev


Dr. Ventsislav Valev, Investigador Associado, Laboratório de Cavendish, Universidade de Cambridge.
Autor Correspondente: vkv23@cam.ac.uk

Nesta entrevista do Líder do Pensamento, negociações do Dr. Ventsislav Valev Para Querer Soutter sobre sua pesquisa sobre “pontos quentes” em campos elétricos nas superfícies nanostructured, que têm aplicações na catálise, nos sensores e na ciência analítica.

WS: Pode você dar-nos algum fundo a sua pesquisa sobre interacções em superfícies nanostructured?

VV: Olá!, e agradecimentos para sua pergunta. Você sabe provavelmente que as propriedades ópticas de materiais naturais dependem de seus blocos de apartamentos, tais como átomos e moléculas. Bem, muito similarmente, os nanomaterials artificial projetados derivam suas propriedades daquelas de pilhas de unidade nanoengineered.

Quando a luz brilha em tais pilhas de unidade, suas oscilações eletromagnéticas conduzem a densidade de elétron dentro dos nanostructures e, por sua vez, estas variações da densidade de elétron constituem a fonte de um campo elétrico de superfície muito inhomogeneous - o campo local.

Se você considera as linhas de campo elétrico locais, você veria aquelas linhas tornar-se aglomeradas muito em dois tipos de regiões nos nanostructures. Primeiramente, nas regiões afiadas, tais como cantos ou pontas, onde as linhas de campo são puxadas junto por limitações geométricas. E em segundo, nas regiões da densidade de elétron a mais alta, onde as cargas do elétron constituem fontes fortes para o campo local.

Estas regiões de linhas de campo aglomeradas, na superfície de metal nanostructured, correspondem aos realces do campo local e são referidas geralmente como “pontos quentes”. Todos estes processos podem ter algumas conseqüências fascinantes.

WS: Que o atraiu ao trabalho neste campo?

VV: Para ser honesto, Eu era um ventilador da ficção científica muito antes que Eu me transformasse um cientista. Como uma criança, Eu recordo sonhar que Eu viveria por muito tempo bastante para ver comunicadores handheld reais de Star Trek; e agora nós temos smartphones. O Que me atraiu ao campo do nanophotonics é que leva a cabo tão muitas ideias que parecem vir em linha recta fora da ficção científica.

Os Colegas dentro de meu campo estão levando a cabo coisas como cloaking da invisibilidade, levitação com luz, levitação do quantum, teleportation, condensados de Bose-Einstein na temperatura ambiente, a computação óptica, os microscópios da super-definição, Etc. Meu somente pesar é que, para razões práticas, Eu não posso trabalhar em tudo que é tão emocionante dentro de meu campo.

Em nanostructures circulares, os “pontos quentes” esse normalmente formulário em superfícies nanostructured delocalized em torno da estrutura inteira, fornecendo umas propriedades muito mais atractivas para a catálise e aplicações analíticas.

WS: Seu trabalho recente foi publicado em Materiais Avançados em setembro - diga-nos sobre os resultados publicados nesse papel.

VV: Nosso trabalho tem sido centrado até agora sobre a imagem lactente os pontos quentes em materiais nanostructured com um segundo microscópio da geração do harmónico. Nós estudamos muitos projectos nanostructured e observamos conseqüentemente um grande número de pontos quentes. Então nós giramos nossa atenção aos nanostructures circulares e, pela primeira vez, nós não vimos nenhum ponto quente. Em Lugar De, os anéis inteiros tornaram-se visíveis. Nós quisemos saber o que tinha acontecido aos pontos quentes.

É importante indicar que nesta experiência a luz que brilha nos nanostructures circulares estêve polarizada circular. Isto significa que, porque as propagações claras, um nanostructure que seja imóvel no espaço experimentarão um campo elétrico de giro da onda clara. Como este campo elétrico conduz a densidade de carga dos nanostructures, nós embora que talvez a densidade de carga foi girada ao longo dos anéis. Se isso era verdadeiro, significaria que os realces do campo local, ou os “pontos quentes”, ainda estiveram distribuídos lá, simplesmente foram limitados já não aos pontos, mas pelo contrário sobre a superfície inteira dos anéis.

A fim testar nossa hipótese, nós executamos dois grupos de simulações numéricas independentes e ambos demonstraram que, certamente, a rotação do campo elétrico da luz circular polarizada está dada na densidade de carga dos nanostructures circulares. Este comportamento podia conduzir às aplicações significativas.

WS: Que aplicações podiam suas descobertas novas ter na comunidade mais larga da ciência?

VV: Em linhas gerais, as interacções entre moléculas e pontos quentes são do grande interesse porque permitem reacções fotoquímicas localizadas, reacções catalíticas e o realce extremo das propriedades ópticas das moléculas.

Os Pontos quentes contudo sofrem duas limitações intrínsecas: podem tornar-se demasiado quentes e são limitados às áreas pequenas. Ou seja o calor dos realces do campo local pode destruir os nanostructures e, quanto para às moléculas, antes que possam ter suas propriedades ópticas aumentadas, primeiramente, precisam de encontrar os pontos quentes na superfície do material.

Distribuindo o campo local sobre a superfície dos anéis, nossos resultados parecem endereçar ambas as limitações: o calor é distribuído mais uniformemente sobre a superfície e essa superfície inteira torna-se disponível para interacções com moléculas.

WS: Estas descobertas conduzirão sem dúvida sobre a mais pesquisa na área. Que é o passo seguinte em seu trabalho?

VV: Até agora, nossos anéis nano foram feitos pela litografia de feixe de elétron, que é um método muito preciso mas muito caro. Quando for excelente para estudos de laboratório dos princípios subjacentes dos materiais futuros, o método próprio é pouco susceptível de ser usado realmente fazendo estes materiais. Conseqüentemente, em seguida, nós giraremos nossa atenção a outros tipos de métodos para produzir anéis nano. Esta é uma das razões principais pelas quais Eu me tenho transportado recentemente ao grupo de Prof. Jeremy Baumberg no laboratório de Cavendish, em Cambridge.

WS: Onde podemos nós encontrar mais informação sobre seu trabalho?

VV: Meu Web site pessoal www.valev.org é talvez a melhor fonte de informação em nosso trabalho actual. No futuro, mais informação podia igualmente ser encontrada na página do Centro de NanoPhotonics em Cambridge.

 

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

Last Update: 14. June 2013 12:46

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