Ny type af elektronbølger på metaloverflader

Det krævede ekstrem nøjagtighed og fire års hårdt arbejde for en forskergruppe med deltagelse fra Aarhus Universitet at fastslå, at akustiske overfladeplasmoner virkeligt findes.

Efter fire års hårdt arbejde har en international forskergruppe med deltagelse af Philip Hofmann fra Aarhus Universitet fundet en ny type af elektronbølger på metaloverflader, der kendes som akustiske overfladeplasmoner.

Forskergruppen, der er ledet af Philip Hofmanns tyske landsmand Karsten Pohl fra University of New Hampshire i USA, offentliggør resultatet i Nature torsdag.

Den nye type af overfladebølger er interessante, da de kun kræver lidt energi for at blive anslået. De har længe været forudsagt ud fra teoretiske overvejelser, men det har været uhyre svært at påvise deres eksistens eksperimentelt - så svært at en anden forskergruppe sidste år konkluderede, at de nok slet ikke fandtes.

Philip Hofmann fra lagringsfaciliteten ISA ved Aarhus Universitet har været med til at påvise eksistensen af en ny type plasmon, som kan anslås af selv den mindste energi og dermed kan sammenlignes med bølgerne i en sø. De nye bølger er vist i øverste del af figuren, hvor de lægger sig oven i de kendte plasmoner.

Hoffman, Pohl og resten af forskergruppen observerede de akustiske plasmoner ved at skyde langsomme elektroner ned på en berylliumkrystal med en specielt designet overflade. Ved deres refleksion mister elektronerne energi, som bruges til at anslå plasmonbølgen, som herefter i løbet af nogle få femtosekunder udbreder sig nogle få nanometer og dør ud.

Det er langt fra trivielt at foretage målingerne, forklarer Philip Hofmann

»Når andre forskere ikke har kunnet finde de akustiske plasmoner, er det formodentligt fordi, at eksperimenterne kræver ualmindelig stor nøjagtighed og tålmodighed,« siger han.

Da de akustiske plasmoner har en lille energi, kan de i modsætning til de almindelige overfladeplasmoner indgå i kemiske processer. Det kan betyde, at de kan indgå i katalysatorer til eksempelvis rensning af røg og udstødningsgasser.

Philip Hofman understreger dog, at der er meget langt til konkrete anvendelser. Han fremhæver desuden nanooptik og signalbehandling samt udvikling af nye superledere som områder, hvor de akustiske overfladeplasmoner kan vise sig interessante.

Kommentarer (0)