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纳米光学是在纳米尺度上光与物质相互作用的科学与工程,这种相互作用是通过自然或人工纳米材料的物理、化学或结构性质来调控的。其最终目标之一即是在纳米尺度上动态调整光的形状。虽然利用传统的基于金属纳米结构的等离子体可以实现光与物质的共振相互作用,但是由于其具有固定的介电常数而极大的限制了其可调性。因此,亟需开发出在纳米尺度上具有可切换状态的材料和用于动态控制光与物质相互作用的方法。
基于此,瑞典林雪平大学的MagnusP.Jonsson教授(通讯作者)团队报道了一种可以支持近红外的局部表面等离子体共振的导电聚合物纳米圆盘,并且可以作为动态纳米光学天线,通过化学氧化还原反应来调节其共振行为。其中,这些等离子体的激元是由聚(3,4-乙基二氧噻吩:硫酸盐)(PEDOT:Sulf)形成的聚合物网络移动极化载流子。通过化学调节纳米天线的氧化还原状态来完成对纳米天线光学响应的完全和可逆的切换,而通过移动电荷载流子密度的非挥发性变化来调节等离子体和介电体之间的材料介电常数。此外,将进一步的研究不同的导电聚合物和纳米结构,并探索它们在各种应用中的用途,如动态的元光学和反射显示器。该工作以题为“Conductivepolymernanoantennasfordynamicorganicplasmonics”发表在“NatureNanotechology”上。
总之,在本文中作者证明了由高导电性聚合物制成的纳米盘可以充当光学纳米天线,以形成活性等离子体超表面。由于先前的研究都是基于金属纳米结构和导电聚合物的组合,所以该研究将等离子体技术的材料范围扩展到了常规金属和其他最近探索的材料之外。并且,通过调节导电聚合物的氧化还原态动态可以调控这些纳米天线的等离子体行为。此外,还可能探索电化学调控或其他动态控制方式,以及这些纳米天线系统在其它领域(反射显示器等)的应用。相信该研究能够激发在纳米尺度上调控光与物质相互作用的跨学科领域研究。
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