Uzyskanie zbliżającego się trójwymiarowego widoku złotych nanostarów

Simulated Reality Tom Campbell and Bruce Lipton (Lipiec 2019).

Anonim

Niezwykle małe struktury, o znacznie mniejszej średnicy niż pasmo włosów, mogą w znacznym stopniu przynieść korzyści sensorom i innym urządzeniom. Aby opanować te nanomateriały, naukowcy muszą określić ich kształt. To jest trudne. Naukowcy opracowali nowy sposób wykonywania obrazowania trójwymiarowego małych metalicznych struktur w wysokiej rozdzielczości. Metoda wykorzystuje skaningową transmisyjną mikroskopię elektronową (STEM). Za pomocą tej metody naukowcy zmierzyli trójwymiarową strukturę maleńkich złotych gwiazd, "nanostarów". W połączeniu z symulacjami komputerowymi nowa metoda dokładnie przewidywała właściwości fizyczne i optyczne w porównaniu z eksperymentem.

Po raz pierwszy naukowcy wykorzystali tomografię STEM do przewidywania właściwości fizycznych i optycznych nanomateriału. Materiały te mogą mieć ulepszone właściwości optyczne, wynikające z efektów plazmonicznych. Ta nowa metoda daje nadzieję na oszacowanie kształtu i powiązanych parametrów złożonych struktur o dowolnym dowolnym kształcie i składzie. Materiały te mogą prowadzić do nowych czujników i zastosowań diagnostycznych.

Złote nanostary są klasą nanomateriałów plazmonowych, które są obiecujące w ulepszonych powierzchniowo aplikacjach opartych na rozpraszaniu Ramana i urządzeniach plazmonowych napędzanych gorącym elektronem. Jednak ważne podstawowe właściwości materiału są trudne do zmierzenia ze względu na złożoną, kolczastą morfologię, która jest podstawą ulepszeń polowych, które czynią nanostary interesującymi. Zazwyczaj właściwości nanostarowe, takie jak objętość, pole powierzchni i współczynnik ekstynkcji, są jedynie oszacowane przy użyciu bardzo uproszczonego, podatnego na manipulowanie, ale często niedokładnego przedstawienia morfologii. W tej pracy Centrum użytkowników funkcjonalnych nanomateriałów (CFN) z Uniwersytetu Rutgers i pracowników CFN opracowało nową metodę obliczania tych podstawowych właściwości materiału, wykorzystując wysokiej rozdzielczości trójwymiarowe informacje topograficzne dotyczące poszczególnych nanostarów jako danych wejściowych do obliczeń metodą elementów skończonych objętość, powierzchnia i zależny od morfologii współczynnik ekstynkcji. Uzyskali morfologię trójwymiarową z tomografią STEM. Ta nowa metoda obiecuje oszacowanie zależnych od kształtu parametrów złożonych nanostruktur o dowolnym dowolnym kształcie i składzie, co jest bardzo istotne w przypadku materiałów i urządzeń plazmonowych.

menu
menu