Nanomateriali per la fotonica
I rapidi progressi nel campo dei nanomateriali con insolite proprietà ottiche, elettriche e magnetiche stanno fornendo importanti elementi costitutivi per un campo di crescente importanza. La rete di formazione PHANTASY (Photonic applications of nanoparticle assemblies and systems), finanziata dall’UE, ha riunito tre partner europei e uno dal Giappone e uno dalla Russia, per sviluppare nanostrutture avanzate per la manipolazione della luce. Gli scienziati e i ricercatori si sono concentrati su gruppi colloidali, nanoparticelle, ossidi e metalli. I cristalli fotonici sono strutture periodiche che possono controllare il flusso di luce in modo interessante. Data le loro numerose superfici riflettenti su scale di lunghezza molto piccola, simile alla lunghezza d’onda della luce incidente, possono forzare la luce intorno curve strette o addirittura intrappolarla completamente. Il team ha prodotto cristalli fotonici colloidali e cristalli plasmonici autoassemblati, nonché eterocristalli fatti di silice e polistirene su substrati sia rigidi che flessibili. I ricercatori hanno quindi riempito i vuoti tra i cristalli con metalli, polimeri o ossidi, utilizzando la deposizione dello strato atomico, e hanno caratterizzato le proprietà dei nuovi sistemi nanoparticellari. I nuovi materiali sviluppati hanno dimostrato la loro capacità di cambiare le proprie caratteristiche (ad es. il colore) dagli stimoli esterni, quali lo stress o il campo magnetico. Questo li rende utili per applicazioni che vanno dai circuiti ottici nelle comunicazioni alla raccolta e stoccaggio dell’energia. Un’altra parte del lavoro riguardava lo sviluppo di una piattaforma di cristallo colloidale metallodielettrico per circuiti plasmonici, trasformazioni ottiche e l’elaborazione dell’informazione quantistica. Gli scienziati hanno preparato cristalli plasmonico-fotonici ibridi e matrici di metallo e nanofili a semiconduttori utilizzando canali di amianto come modelli. Il team ha anche sintetizzato strutture fotoniche metallo-rivestite e ha studiato a fondo una varietà di modi di trasporto di superficie. I risultati hanno dimostrato che ondulazioni profonde nei film metallici otticamente trasparenti permettono sovrapposizioni della risonanza che può agevolare l’integrazione fotonica e ridurre i costi di produzione.
Parole chiave
Nanomateriali, fotonica, PHANTASY, gruppi di nanoparticelle, nanostrutture
