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

Description du projet

Ordre structurel dans les super cristaux plasmoniques

Les plasmons sont des oscillations électroniques cohérentes et délocalisées qui se produisent lorsque la lumière interagit avec des nanoparticules métalliques. Les nanostructures métalliques et leur capacité à confiner la lumière à l’échelle nanométrique sont abondamment étudiées pour leur utilisation, par exemple, dans des dispositifs de conversion d’énergie. Les super cristaux plasmoniques (PSC) – des réseaux de nanoparticules métalliques à symétrie de translation – peuvent plus particulièrement être utilisés dans les technologies de collecte de la lumière augmentée, telles que les cellules solaires plasmoniques et les photocatalyseurs. Cependant, les plasmons sont des excitations fragiles et de courte durée très sensibles à la disposition exacte de la matière à l’échelle nanométrique. Les PSC sont sujets à de multiples mouvements nanomécaniques qui affectent leur stabilité structurelle. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet PLASMMONS a pour but d’élucider la manière dont les mouvements nanomécaniques affectent les propriétés des PSC.

Objectif

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.

Appel à propositions

H2020-WF-2018-2020

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Sous appel

H2020-WF-02-2019

Coordinateur

UNIWERSYTET IM. ADAMA MICKIEWICZA W POZNANIU
Contribution nette de l'UE
€ 149 625,60
Adresse
ULICA HENRYKA WIENIAWSKIEGO 1
61 712 POZNAN
Pologne

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Région
Makroregion północno-zachodni Wielkopolskie Miasto Poznań
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 149 625,60