Ruotsalaisen Lindköpingin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet optisia nanoantenneja, jotka on valmistettu johtavasta polymeeristä. Antennit mahdollistavat täysin uudentyyppisiä hallittavissa olevia nano-optisia komponentteja tai jopa antennirakenteen ikkunalaseihin.

Tutkimusryhmät ympäri maailmaa tutkivat metallisia nanorakenteita ja niiden kykyä muokata valoa nanometrimittakaavassa käytettäväksi esimerkiksi biosensoreissa ja energian muuntamislaitteissa sekä optisten ilmiöiden vahvistamiseksi.

Tässä tapauksessa tutkijat käyttivät PEDOT-varianttia, joka on laajalti käytetty polymeeri monilla muilla alueilla, kuten lämpöelektroniikka ja bioelektroniikka.

”Osoitamme, että valo voidaan muuntaa plasmoneiksi orgaanisen materiaalin nanorakenteissa”, kertoo ryhmän vetäjä Magnus Jonsson.

Plasmonien muodostajina johtavassa polymeerissä ei kuitenkaan ole elektronit, vaan polaronit. Polymeeri koostuu pitkistä atomien ketjusta ja johtavassa polymeerissä sähkönjohtavuudesta vastaavat positiiviset varaukset polymeeriketjua pitkin.

Yhdessä niihin liittyvien ketjuvääristymien kanssa nämä positiiviset varaukset muodostavat polaroneja, jotka saavat aikaan kollektiivisia värähtelyjä, kun valo tulee nanorakenteeseen.

”Orgaaniset antennimme voivat olla läpinäkyviä näkyvälle valolle samalla kun ne reagoivat valoon jonkin verran pidemmillä aallonpituuksilla, mikä tekee niistä mielenkiintoisia esimerkiksi älykkäiden ikkunoiden sovelluksissa”, toteaa Magnus Jonsson.

Toinen heidän tutkimansa innovaatio on kyky kytkeä orgaaniset nanoantennit päälle ja pois päältä, mikä on vaikeaa tavanomaisten metallien kanssa. Se tosin tapahtuu hitaan kemiallisen redox-prosessin avulla.

Lisää: Nanobitteja.fi (LINKKI) ja Linköpingin yliopiston tiedoteuutinen (LINKKI) ja tiedeartikkeli Nature Nanotechnology-lehdessä (LINKKI).

Kuvat: Thor Balkhed / Linköping University