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Plasmons and Mechanical Motions at the Nano-Scale Investigated with Frequency-Domain Experiments and Simulations

Descripción del proyecto

Orden estructural en supercristales plasmónicos

Los plasmones son oscilaciones coherentes de electrones deslocalizados que surgen cuando la luz interactúa con nanopartículas metálicas. Las nanoestructuras metálicas y su capacidad de confinar la luz a nanoescala se estudian ampliamente para su uso en, por ejemplo, dispositivos de conversión de energía. En concreto, los supercristales plasmónicos (PSC, por sus siglas en inglés), conjuntos traduccionalmente simétricos de nanopartículas metálicas, se pueden usar en tecnologías de recolección de luz ampliada, como los fotocatalizadores y las celdas fotovoltaicas plasmónicas. Sin embargo, los plasmones son excitaciones frágiles y de corta duración, muy sensibles a la disposición exacta de la materia a nanoescala. Los PSC son propensos a múltiples movimientos nanomecánicos que afectan a su estabilidad estructural. El proyecto PLASMMONS, financiado por el programa de Acciones Marie Skłodowska-Curie, tiene como objetivo seguir estudiando cómo los movimientos nanomecánicos afectan a las propiedades de los PSC.

Objetivo

Plasmons are oscillations of charge carriers in metallic nanoparticles that confine light in the nanometer length-scale. Translationally symmetric arrays of metallic nanoparticles, termed Plasmonic Super-Crystals (PSCs), can become an integral part of augmented light-harvesting technologies, like plasmonic solar cells and photocatalysts. A current limitation is that plasmons are fragile, short-living excitations, which are highly sensitive to the exact arrangement of matter at the nanoscale. The structural stability of PSCs is prone to multifarious nanomechanical motions such as nanoparticle-vibrations, colloidal phonons, and surface waves on the substrate. With this project, I aim to elucidate the role of nanomechanical motions on the plasmonic properties of PSCs. To achieve this goal I will employ White Light Absorption (WLA) to study plasmonic resonances and Brillouin Light Scattering (BLS) to study mechanical resonances. Plasmonically-enhanced BLS and spectroscopic investigation of plasmons in vibrationally-excited PSCs, will be used to reveal cross-talking between the two subsystems. A momentum-resolved view of vibrational waves will be acquired with angle-resolved BLS. The experimental results will be interpreted based on frequency-domain, finite-element simulations of plasmomechanical coupling phenomena. With this approach, I intend to adopt the concept of microscopic couplings from condensed-matter Physics, to a metamaterial and determine the fundamental excitations and interactions of these artificial structures. Understanding the interplay between plasmonic and structural degrees of freedom in PSCs is expected to pave the way for their use in plasmomechanical devices.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) H2020-WF-2018-2020

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Coordinador

UNIWERSYTET IM. ADAMA MICKIEWICZA WPOZNANIU
Aportación neta de la UEn
€ 149 625,60
Dirección
ULICA HENRYKA WIENIAWSKIEGO 1
61 712 Poznan
Polonia
Región
Makroregion północno-zachodni Wielkopolskie Miasto Poznań
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 149 625,60