Facebook

Instagram

De skapar styrbara plasmoner i plast


2019-12-11

Shangzhi Chen, doktorand, och Magnus Jonsson, forskningsledare inom organisk fotonik och nano-optik, Laboratoriet för organisk elektronik.
Bild: Thor Balkhed
Shangzhi Chen, doktorand, och Magnus Jonsson, forskningsledare inom organisk fotonik och nano-optik, Laboratoriet för organisk elektronik.

Forskare vid Laboratoriet för organisk elektronik, Linköpings universitet, har tagit fram optiska nanoantenner i en ledande polymer. Antennerna som kan stängas av och sättas på öppnar för en helt ny typ av styrbar nanooptik. Resultatet presenteras i Nature Nanotechnology.

Plasmoner uppkommer när ljus interagerar med metalliska nanopartiklar. Det infallande ljuset startar en kollektiv oscillation, gemensam rörelse fram och tillbaka, av elektronerna i partiklarna. Det är den kollektiva oscillationen som är själva plasmonen. Nanostrukturer i metall och deras förmåga att forma ljus på nanoskalan studeras av ett stort antal forskargrupper i världen för användning i exempelvis biosensorer, optiska pincetter, för energiöverföring liksom för att förstärka andra optiska fenomen. I framtiden hägrar användningsområden alltifrån miniatyriserad medicinsk apparatur till fönster som styr inflödet av ljus och värme in och ut ur byggnader.


I en artikel i Nature Nanotechnology
presenterar nu forskare vid Linköpings universitet optiska nanoantenner, gjorda av en ledande polymer, i detta fall en variant av den populära polymeren PEDOT. Plasmoner förknippas annars främst med metaller, som guld och silver.

– Vi visar att ljus kan omvandlas till plasmoner i nanostrukturer av det organiska materialet, säger Magnus Jonsson, som leder gruppen inom organisk fotonik och nanooptik vid Laboratoriet för organisk elektronik.

Nu är det inte elektroner som skapar plasmonen i den ledande polymeren, utan polaroner. En polymer består av en lång kedja av hopkopplade atomer. I den ledande polymer forskarna arbetar med här är det positiva laddningar utmed polymerkedjan som står för ledningsförmågan. Det är dessa positiva laddningar som blir till polaroner och som startar en kollektiv oscillation när nanostrukturen träffas av ljus.

– I våra experiment reagerar de på ljus som har något längre våglängd än det synliga ljuset, vilket gör dem extra intressanta för exempelvis smarta fönster, säger Magnus Jonsson.

Här har forskarna först teoretiskt beräknat och simulerat sig fram till det experiment som de sedan utfört med lyckat resultat. Shangzhi Chen, doktorand vid Laboratoriet för organisk elektronik, har lyckats framställa miljarder nanosmå diskar, plattor, av det organiskt ledande materialet på en yta. Det är dessa små diskar som reagerar på ljus och fungerar som små antenner.

Forskarna har också visat att såväl diametern som tjockleken på diskarna påverkar vilken frekvens av ljus de reagerar på. De kan alltså styra våglängden genom att ändra geometrin på disken. Ju tjockare disk, desto högre frekvens. De hoppas också att de genom att förändra polymeren ska kunna öka det spektrum av ljus som nanoantennerna reagerar på.

Nästa nyhet är att nanoantennerna i det organiska materialet, till skillnad från sina metall-kusiner, går att stänga av och sätta på. När materialet tillverkas i laboratoriet är det i ett oxiderat tillstånd, och nanoantennerna är påslagna.

– Vi har visat att när vi reducerar materialet genom att tillföra en gas så stänger vi av ledningsförmågan och därmed även antennerna. Oxiderar vi det igen exempelvis med svavelsyra så blir det åter ledande och antennen slås på igen. Det här är en relativt långsam process ännu så länge, men vi har tagit de första stegen och visat att det går, säger Magnus Jonsson.

– Det här är grundforskning, men våra resultat öppnar för en helt ny typ av styrbar nanooptik som vi tror kan vara användbar för många applikationer i framtiden.

Studien har bedrivits i samarbete mellan forskare vid bland annat Laboratoriet för organisk elektronik och Terahertz Materials Analysis Center, båda vid Linköpings universitet. Finansiellt stöd kommer bland annat från Vetenskapsrådet och den strategiska satsningen på avancerade funktionella material, AFM, vid Linköpings universitet.



Källa: Linköpings universitet


Skriv ut



SKF konsoliderar produktutveckling, avser att stänga enhet i Skottland

För att påskynda utvecklingen av molnbaserade tjänster inom tillståndsövervakning konsoliderar SKF sin produkutveckling i Europa. Följaktligen, och med fö...

Läs mer
Elmia automation 550
Einar Heiberg, forskare i klinisk fysiologi vid Skånes universitetssjukhus och Lunds universitet.

3D-utskrivna medicinska modeller gör operationer säkrare

3D-utskrivna medicinska modeller används nu vid operationer på Skånes...

Läs mer
Hexagon


Organisationer vill se ökad hållbarhet för elektronikprodukter

Den snabba konsumtionen av elektronikprylar ger upphov till stora mängder avfall och skadliga...

Läs mer

Förändringar i Saabs koncernledning

Gunnar Wieslander lämnar efter fyra år Saab och rollen som chef för affä...

Läs mer

WICONA i framkant för grönare byggsystem


Hydro har sedan lanseringen för ett år sedan vunnit mer än 40 stora och små...

Läs mer
Värmningsugn för göt vid Uddeholms AB.

Stora delar av svensk stålindustri går nu samman för mer elektrisk ämnesvärmning

Energimyndigheten beviljar projektet som kan leda till effektivare produktion med mindre...

Läs mer
Kontrollmätning av stång vid Ovako Sweden AB, Hällefors.

Svag uppgång för råstålsproduktionen 2019

Under 2019 producerades sammanlagt 4 721 tusen ton råstål i Sverige. Det innebär...

Läs mer
Saabs skolflygplan T-7A.

Saab startar produktion av skolflygplan i Linköping

Saab påbörjade produktionen av sina delar av skolflygplanet T-7A i Linköping...

Läs mer


176 AxiCool-fläktar hjälper till att kyla ett gigantiskt livsmedelslager i Sydafrika

I början av 1970-talet hade Shoprite bara åtta livsmedelsbutiker i Västra...

Läs mer

Mikroplast i havet – en spegling av ohållbar konsumtion och produktion


Industriell råplast, som plastpellets, ger upphov till höga koncentrationer nära...

Läs mer
Bifrost av Varg arkitekter.

Steel Race Reuse 2020:

Över 40 tävlingsbidrag i hållbart stål vill bli mötesplats på Hötorget

I fredags eftermiddag, efter 72 intensiva timmar, stängde tävlingen Steel Race Reuse 2020...

Läs mer
Jörgen Warborn och Peter Eriksson får en inblick i GKN:s verksamhet. Fr v: Peter Eriksson, Robert Hell, Public Affairs, Robert Lundberg, EU-projekt, Jörgen Warborn och Joakim Andersson, Engines.

EU-parlamentariker besökte GKN Aerospace i Trollhättan

Under fredagen besöktes GKN Aerospace i Trollhättan av Jörgen Warborn som är en...

Läs mer
Varje motor i tebryggaren är individuellt programmerad och konfigurerad. En häller vatten i tekoppen, en annan driver en sked som rör om i koppen. En motor driver en vinylskiva som ser till att rätt mängd socker tillsätts.

En teälskare hos ebm-papst har utvecklat en underhållande tebryggare

James Cooper arbetar som produktchef hos ebm-papst i Storbritannien och det är knappast fö...

Läs mer


Mest lästa























Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm

Kontakt
info(at)unicamedia.se
Annonsering
annons(at)unicamedia.se