Obtenir une vue de près, 3D de nanostars d'or

Anonim

Des structures extrêmement petites, de diamètre beaucoup plus petit qu'un cheveu, pourraient grandement bénéficier des capteurs et autres appareils. Pour maîtriser ces nanomatériaux, les scientifiques doivent déterminer leur forme. C'est difficile. Les scientifiques ont développé une nouvelle méthode pour réaliser une imagerie 3D haute résolution de minuscules structures métalliques. La méthode utilise la microscopie électronique à transmission par balayage (STEM). En utilisant cette méthode, les scientifiques ont mesuré la structure 3D de minuscules étoiles d'or, les «nanostars». Combinée à des simulations informatiques, la nouvelle méthode prédit avec précision les propriétés physiques et optiques par rapport à l'expérience.

Pour la première fois, les scientifiques ont utilisé la tomographie par STEM pour prédire les propriétés physiques et optiques d'un nanomatériau. Ces matériaux peuvent avoir des propriétés optiques améliorées, issues d'effets plasmoniques. Cette nouvelle méthode est prometteuse pour estimer la forme et les paramètres associés de structures complexes de toutes formes et compositions arbitraires. Ces matériaux pourraient conduire à de nouveaux capteurs et à des utilisations diagnostiques.

Les nanostars aurifères sont une classe de nanomatériaux plasmoniques prometteurs dans les applications basées sur la diffusion Raman à surface améliorée et les dispositifs plasmoniques à électrons chauds. Cependant, en raison de leur morphologie complexe et hérissée, il est difficile de mesurer d'importantes propriétés fondamentales des matériaux, ce qui est fondamental pour les améliorations sur le terrain qui rendent les nanostars intéressants. Typiquement, les propriétés nanostar telles que le volume, la surface et le coefficient d'extinction sont simplement estimées en utilisant une représentation très simplifiée, facile à manipuler - mais souvent imprécise - de la morphologie. Dans ce travail, les utilisateurs du Centre pour les nanomatériaux fonctionnels (CFN) de Rutgers University et du personnel de CFN ont conçu une nouvelle méthode pour calculer ces propriétés fondamentales en utilisant des informations topographiques 3D à haute résolution sur des nanostars individuels. coefficient d'extinction dépendant du volume, de la surface et de la morphologie. Ils ont obtenu des morphologies 3D avec la tomographie STEM. Cette nouvelle méthode est prometteuse pour estimer les paramètres dépendant de la forme des nanostructures complexes de toutes formes et compositions arbitraires, très pertinents pour les matériaux et les dispositifs plasmoniques.

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