Plazmonik, yüzey plazmonpolaritonu 1,2,3 adı verilen bir elektron yoğunluğu dalgasının aracılığı yoluyla elektronik ve fotonikleri ortak bir fiziksel destekte birleştirmeyi amaçlar. Yüzey plazmonu, çeşitli dalga kılavuzu geometrilerinde ve arayüzlerinde hareket edebilir. Bunlar arasında, metal nanoteller özellikle arzu edilir. Yarı tek boyutlu yapılar olarak, Şekil 1'in sanatsal çiziminde gösterildiği gibi, bir elektron akışını sürdürebilen elektriksel ara bağlantılar olarak hareket ederken, plazmon alanını derin dalga boyu altı ölçeğiyle büyük ölçüde sınırlarlar.
Hem yüzey plazmon yayılımı hem de elektron taşınması, nanotelin yapısal homojen olmayanlarına (örneğin bükülmeler, kristal kusurlar, vb.) duyarlıdır. Birkaç kusurla tek bir kristal olarak büyüyebildikleri için, kimyasal olarak sentezlenmiş metal nanoteller6 tipik olarak yukarıdan aşağıya yaklaşımlarla (örneğin elektron ışını litografisi) üretilen amorf metal nanotellere göre gelişmiş taşıma performansları sağlar12. Bir plazmonik ağ birimi hücresinin gerçekleştirilmesi, nanotellerin kolloidal bir çözeltiden bir cam substrata aktarılmasını gerektirir. Yüzey işlevselleştirme13 veya kendi kendine montaj teknikleri14 gibi herhangi bir özel karmaşık ön modelleme olmadan, nanoteller genellikle substrat üzerinde rastgele yönlendirilir. Oryantasyonların bu kontrolsüz dağılımı, nanotelin harici bir güç kaynağına elektrik bağlantısını büyük ölçüde karmaşıklaştırır.
Bu makalede, rastgele yönlendirilmiş kimyasal olarak sentezlenmiş gümüş nanoteller, kaynak ve boşaltma elektrik terminalleri ile başarılı bir şekilde temas ettirilmiştir. Bu amaçla, nanoteli hassas bir şekilde bulmak ve elektrik kontakları15,16 oluşturmak için optik mikroskopi elektron ışını litografisi ile birleştirilir. Devrenin elektro-plazmonik performanslarını değerlendiren bir karakterizasyon prosedürü açıklanmaktadır. Elektrot imalatından sonra, temas eden nanoteller, bir elektron akışının yüzey plazmonlarının yayılması üzerindeki etkisini analiz etmek için bir yüzey plazmon sızıntısı radyasyon mikroskobuna aktarılır. Mikroskop, yüksek sayısal açıklıklı yağa daldırma objektifi ve sırasıyla eşlenik nesne düzlemine ve eşlenik Fourier düzlemine yerleştirilmiş iki şarj bağlantılı cihaz (CCD) kamera ile donatılmış ters çevrilmiş bir taban kullanır. Bu iki eşlenik düzlem, yüzey plazmon özellikleri hakkında tamamlayıcı bilgi sağlar. Yayılmanın ayrıntıları doğrudan görüntü düzlemi analizinden çıkarılırken, momentum dağılımı Fourier düzlemi görüntüleme9 ile görselleştirilir.
Yüzey plazmonları, cam/hava arayüzünde kırınım sınırlı bir noktaya yakın kızılötesi lazer ışınına odaklanarak ayrı bir nanotel içinde uyarılır. Bir nanotel ekstremite odak bölgesinin içinde hizalandığında, saçılan gelen lazer ışığı, bazıları bir yüzey plazmonunun uyarılmasıyla rezonansa giren geniş bir dalga vektörü dağılımı oluşturur. Bu yüzey dalgasının yayılması, ya substratta yayılan modun sızıntısını toplayarak ya da nanotel distal ucunda saçılan plazmonu gözlemleyerek görselleştirilir. Sızdıran yüzey plazmon modunun yayılma uzunluğu ve etkili indeksi, çift düzlemli bir sızıntı radyasyon mikroskobunda yoğunluk dağılımlarının analiz edilmesiyle ölçülür.
Nanotelde bir yüzey plazmonu, nanotelin her bir ucundaki drenaj ve kaynak terminalleri, düzenlenmiş bir voltaj kaynağına bağlanır. CCD kameralar, nanotelden geçen akımın bir fonksiyonu olarak yüzey plazmon özelliklerini gerçek zamanlı olarak izler. Elektrik transfer karakteristiğinin her bir değeri için, yüzey plazmon modunun etkin indeksi ve yayılma uzunluğu belirlenir. Bu prosedür, elektronların ve plazmonların7 taşınmasını aynı anda sürdürmek için nanotel tabanlı bir devrenin sınırlamasını tahmin etmeyi sağlar.