Первые опыты с частицами меди позволили ученым создать метаматериал, аналогов которому нет.
Ученые Уральского федерального университета и Института электрофизики УрО РАН и Института ионно-плазменных и лазерных технологий Академии наук Республики Узбекистан разработали технологию роста несферических наночастиц, которые синтезируются в процессе ионной имплантации. Новая методика позволяетвыращивать наночастицы разной формы и таким образом получать необходимые свойства, управлять ими. Технология применима для различных металлов золота, серебра, платины и «обычных» металлов.
«Изменив форму наночастиц со сферических на несферические, мы смогли увеличить диапазон оптического поглощения. Это, в свою очередь, является базой для того, чтобы в дальнейшем поглощенную энергию конвертировать в электричество, тепло. По итогу можно получить более функциональные датчики, увеличить диапазон их чувствительности. Если такие наночастицы встраивать в лазеры, то будет увеличиваться их мощность. Если говорить про сенсоры, то будет увеличиваться их чувствительность. Что касается датчиков, то изменяется время их отклика. Это все обусловлено особенностью плазмонного резонанса, которая приводит к тому, что вокруг наночастиц возникает усиленное электрическое поле», — рассказал соавтор исследования, доцент кафедры физических методов и приборов контроля качества УрФУ Арсений Киряков.
Наночастицы металлов используют для решения самых разных задач: от биологических (сенсоры по определению состава белков, анализу ДНК) до физических (создание усиленных лазеров, фотолюминесцентных датчиков).
Первые опыты с частицами меди позволили ученым создать метаматериал, аналогов которому нет.
«Новый материал состоит из несферических плазмонных наночастиц в матрице оптически прозрачной радиационно стойкой керамики. За счет управляемой морфологии плазмонных наночастиц новый материал обеспечивает улучшенные спектральные характеристики и эффективность преобразования энергии поглощаемых фотонов. Мы обнаружили, что уникальные физические свойства полученного материала проявляются при возникновении особого явления — эффекта поверхностного плазмонного резонанса. Материалы, в которых имеет место такой эффект, могут быть использованы для лазеров нового поколения, высокоточных аналитических приборов, навигационных систем космических аппаратов, квантовых компьютеров и т. д., то есть там, где необходимо использовать поглощение и преобразование энергии света», — рассказал руководитель работы Анатолий Зацепин.
Отметим, исследования нового материала выполняются по программе «Приоритет-2030» в научной лаборатории УрФУ «Гибридные технологии и метаматериалы — MetaLab». Работа проводится в рамках проекта «Разработка корпускулярно-фотонных технологий получения и модификации метаматериалов для плазмоники, спинтроники и нанофотоники».