Shangzhi Chen, doktorand vid Laboratoriet för organisk elektronik och Magnus Jonsson, som leder gruppen inom organisk fotonik och nanooptik vid Laboratoriet för organisk elektronik. Foto: Linköpings universitet.

Forskare vid Linköpings universitet har utvecklat optiska nanoantenner i en ledande polymer. 

Plasmoner uppkommer när ljus interagerar med metalliska nanopartiklar. Det infallande ljuset startar en gemensam rörelse fram och tillbaka, av elektronerna i partiklarna. Det är denna gemensamma rörelse (kollektiv oscillation) som är själva plasmonen. 

I framtiden ser forskarna stora möjligheter att kunna använda tekniken inom alltifrån miniatyriserad medicinsk apparatur till fönster som styr inflödet av ljus och värme in och ut ur byggnader. 

I sin forskning har teamet använt sig av polaroner istället för elektroner för att skapa plasmonen i den ledande polymeren Pedot. Det är således de positiva laddningarna utmed polymerkedjan som står för ledningsförmågan när nanostrukturen träffas av ljus. 

-I våra experiment reagerar de på ljus som har något längre våglängd än det synliga ljuset, vilket gör dem extra intressanta för exempelvis smarta fönster, säger Magnus Jonsson som leder gruppen inom organisk fotonik och nanooptik vid Laboratoriet för organisk elektronik. 

Shangzhi Chen, doktorand vid Laboratoriet för organisk elektronik, har lyckats framställa miljarder nanosmå diskar, plattor, av det organiskt ledande materialet på en yta. Det är dessa små diskar som reagerar på ljus och fungerar som små antenner. 

Forskarna har också visat att såväl diametern som tjockleken på diskarna påverkar vilken frekvens av ljus de reagerar på. De kan alltså styra våglängden genom att ändra geometrin på disken. Ju tjockare disk, desto högre frekvens. De hoppas också att de genom att förändra polymeren ska kunna öka det spektrum av ljus som nanoantennerna reagerar på. 

-Det här är grundforskning, men våra resultat öppnar för en helt ny typ av styrbar nanooptik som vi tror kan vara användbar för många applikationer i framtiden, säger Magnus Jonsson. 

Studien har bedrivits i samarbete mellan forskare vid bland annat Laboratoriet för organisk elektronik och Terahertz Materials Analysis Center, båda vid Linköpings universitet.