Il recente sviluppo di metodi di nanofabbricazione ha permesso lo studio della peculiare interazione luce-materia nel regime di taglia delle strutture inferiore alla lunghezza d’onda della radiazione incidente. In queste condizioni nanoparticelle metalliche risonanti possono comportarsi come nanoantenne plasmoniche in grado di amplificare (i) l’intensità del campo elettrico localizzato in loro prossimità e, (ii) l’intensità della radiazione diffusa a distanze macroscopiche. 

In parallelo i sistemi nanofluidici offrono l’opportunità di studiare i fenomeni di trasporto nei fluidi alla nanoscala, aprendo una vasta gamma di applicazioni che spaziano dalla sensoristica e dalla diagnostica (lab on chip), alla raccolta e conversione di energia da fonti rinnovabili (energy harvesting).

L’accoppiamento di sistemi nanofluidici ultra-sottili a nanoantenne plasmoniche risonanti è interessante per lo studio fondamentale dell’interazione luce-fluido alla nanoscala. In particolare sono attesi effetti sulle proprietà di trasporto in condizioni di eccitazione risonante di nanoantenne plasmoniche fabbricate in prossimità di canali nanofluidici basati su materiali bi-dimensionali (2D). 

Scopo del lavoro di tesi è il design e la nanofabbricazione di nanoantenne plasmoniche (Au, Ag) tramite litografia elettronica (EBL). Si svilupperà la fabbricazione di tali nanoantenne accoppiate a nanocanali ultra-sottili, nanofabbricati in materiali 2D (grafene). Si misureranno le proprietà ottiche e morfologiche dei sistemi plasmonici e ibridi tramite spettroscopia ottica e microscopia SEM e AFM.
Obiettivo finale della ricerca è la misura delle proprietà di trasporto dei nanocanali ibridi in condizioni risonanti. La fabbricazione dei sistemi nanofluidici e la misura delle proprietà di trasporto verranno condotte in collaborazione con il Prof. Alessandro Siria presso i laboratori CNRS & Ecole Normale Supérieure (Parigi).