Поскольку отдельные атомы или молекулы в 100–1000 раз меньше длины волны видимого света, общеизвестно, что собрать информацию об их динамике очень сложно, особенно когда они встроены в более крупные структуры, пишет eurekalert.org. Пытаясь обойти это ограничение, исследователи разрабатывают металлические наноантенны, которые концентрируют свет в крошечном объеме, чтобы значительно усилить любой сигнал, исходящий из той же наноразмерной области.

Наноантенны являются основой наноплазмоники – области, которая оказывает глубокое влияние на биочувствительность, фотохимию, сбор солнечной энергии и фотонику.

Теперь исследователи из Федеральной политехнической школы в Лозанне под руководством профессора Кристофа Галланда из Школы фундаментальных наук обнаружили, что, когда зеленый лазерный свет попадает на золотую наноантенну, его интенсивность локально увеличивается до такой степени, что это «выбивает» атомы золота из состояния равновесия – позиции, в которой сохраняется целостность общей конструкции.

Золотая наноантенна также усиливает очень слабый свет, рассеянный вновь образованными атомными дефектами, делая его видимым невооруженным глазом. Таким образом, этот наноразмерный танец атомов можно наблюдать как оранжевые и красные вспышки флуоресценции, которые являются сигнатурами атомов, претерпевающих перестройку.

«Такие явления атомного масштаба было бы трудно наблюдать на месте даже с использованием очень сложных электронных или рентгеновских микроскопов, потому что кластеры атомов золота, излучающие вспышки света, погребены внутри сложной среды среди миллиардов других атомов», – говорит Галланд.

Неожиданные результаты поднимают новые вопросы о точных микроскопических механизмах, с помощью которых слабый непрерывный зеленый свет может привести в движение некоторые атомы золота.

«Ответ на них будет ключом к внедрению оптических наноантенн из лаборатории в мир приложений – и мы работаем над этим», – говорит Вэнь Чен, первый автор исследования.