Rivoluzione nella Creazione di Nanostrutture Otticamente Attive: La TU Graz al Centro dell’Innovazione
Nel campo della nanotecnologia, i ricercatori dell’Istituto di Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik presso la TU Graz hanno compiuto progressi significativi nell’ottimizzazione del processo di stampa 3D per la creazione di nanostrutture otticamente attive.
Per oltre un decennio, Harald Plank e il suo team hanno lavorato per sviluppare complesse architetture tridimensionali su scala nanometrica. Ora, grazie a due importanti avanzi, possono simulare in anticipo le forme, le dimensioni e le proprietà ottiche desiderate di queste strutture nano, per poi produrle con precisione.
Una delle sfide principali nel campo delle nanostrutture tridimensionali era la necessità di ricorrere a lunghi processi di prova ed errore prima di ottenere le proprietà ottiche desiderate. Ora, grazie a simulazioni altamente accurate, questo metodo è diventato obsoleto. “La concordanza tra le nostre simulazioni e le reali risonanze plasmoniche di diverse nanoarchitetture è molto elevata”, afferma Harald Plank. “Questa è una grande svolta. Il duro lavoro degli ultimi anni ha dato i suoi frutti”. La tecnologia attuale è l’unica al mondo che consente la produzione diretta e controllata di complesse strutture tridimensionali con elementi di forma più piccoli di 10 nanometri su quasi ogni tipo di superficie.
Per creare queste nanostrutture, i ricercatori utilizzano la deposizione indotta da fascio di elettroni focalizzato (Focused Electron Beam Induced Deposition), che coinvolge l’applicazione di specifici gas su una superficie sotto vuoto. Un raggio di elettroni finemente focalizzato suddivide le molecole di gas, facendo sì che alcune di esse passino allo stato solido e rimangano attaccate alla superficie desiderata. “Grazie al controllo preciso dello spostamento del raggio e del tempo di esposizione, siamo in grado di creare complesse nanostrutture con elementi reticolari o a forma di superficie in un solo passaggio”, spiega Harald Plank. Sovrapponendo questi nanovolumi è possibile costruire strutture tridimensionali.
Questi importanti sviluppi aprono la strada a nuovi effetti ottici e nuove applicazioni, rendendo possibili sonde o pinzette ottiche di dimensioni nanometriche.
La ricerca è parte integrante dell’area di competenza “Scienza dei Materiali Avanzati”, uno dei cinque principali settori di ricerca strategica della TU Graz.
Pubblicazione: Tuning Spettrale dell’Attività Plasmonica in Nanostrutture Tridimensionali tramite Nano-stampa ad Alta Precisione. Advanced Functional Materials, 1 novembre 2023. (DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.202310110)
Autori: Verena Reisecker, David Kuhness, Georg Haberfehlner, Michele Brugger-Hatzl, Robert Winkler, Anna Weitzer, David Loibner, Martina Dienstleder, Gerald Kothleitner, Harald Plank
