用纳米物体操纵光

多年来，科学家们长期以来一直致力于光的控制和操纵，这是一项长期的科学雄心，对技术的发展有重大影响。在纳米光子学的发展，科学家们正在获得比以往开发的结构尺寸与波长的光的速度。

在研究纳米光子学领域的新墨西哥大学的科学家们正在开发新的观点从未见过他们。反过来，对这些理论概念的理解使物理科学家能够创造出更有效的纳米结构。

研究助理教授Alejandro Manjavacas说，在一篇题为“晶格共振杂交新墨西哥大学物理与天文学系，“对球或原子与光相互作用的周期性阵列。这些系统是周期性地重复一个单元单元，就像棋盘是通过在图案中重复两个不同颜色的正方形来完成的。以前，大多数的研究只关注单单元构成的单元结构，就像棋盘上的每一个正方形都是单一的颜色一样。他们的研究超越了这一点，允许任何数量的颜色，只要它们是以重复的模式排列的。

“而导致了大量新的物理现象的基本认识，这一理论研究成果将有助于理解光与纳米级物体，将有助于发展的新机制，操纵光在纳米尺度上设置的基础，是实现纳米光子学的应用下一代的关键，”Manjavacas在论文最近发表在ACS Nano说，在纳米光子学领域的顶级刊物。

总体目标的研究是开放与表面等离子体的进一步的新的路径，一个领域的研究，侧重于理解光和金属纳米结构之间的相互作用，为开发新的纳米光子学的应用目的。作为这项工作的一部分，科学家们开发了一个强大的模型来理解有序排列的纳米结构与光的相互作用。该模型可用于预测具有非常复杂图案的纳米颗粒的光学响应，这可以被用来设计许多应用中有用的光学特性：

例如，这些系统可以是发展紧凑的传感器能够监测一个多功能的平台，在真正的时间，不同的物质对健康护理相关的水平，”Manjavacas说。此外，它们还可以用来提高太阳能电池的性能和设计更有效的光电探测器。

细节

作为研究的一部分，Manjavacas和他的团队由Sebastian Baur，客座研究生来自德国，和Stephen Sanders，在物理学和天文学的研究生，研究多粒子单元的电浆纳米粒子的
周期阵列的光学性质。具体来说，他们试图了解如何利用复杂的排列的电浆纳米结构的几何形状来控制其光学响应。

他们研究了由两个粒子单元组成的阵列，通过控制单元单元内的相对位置，可以消除不同粒子之间的相互作用或最大化。这两个例子说明了如何利用它们的复杂几何形状来控制阵列的响应。

Manjavacas和他的团队还探讨了系统三和四粒子单元，像三或四种不同颜色的正方形棋盘，并表明他们的设计可以支持复杂的反应模式，在单元组不同的粒子可以选择性地激发共振。

“这项工作的结果有助于推进我们的周期的纳米结构的阵列设计与工程性质的理解和应用纳米周期结构提供了一种方法，”他说。“特别是，我们表明，通过控制单元单元内粒子的相对位置，可以完全操纵系统的光学响应。”

本研究由三年，233782美元的国家科学基金会的资助，也涉及到教育影响的组件，包括在高度的研究生和本科生的培养，纳米光子学的学科领域。一个强大的将努力吸引来自少数民族团体在新墨西哥从事STEM学科感兴趣的学生。