DISPOSITIVI PLASMONICI PER L’INTRAPPOLAMENTO DI PARTICELLE ALLE FREQUENZE OTTICHE

Plasmon trapping devices are devices that exploit plasmonic effects to trap and manipulate nanoscale objects; they have had a major impact on scientific and engineering research; they also offer potential applications in various fields, such as optics, electronics and photovoltaics. More recently, the possibility of performing manipulations with surface plasmons has opened up opportunities not achievable with conventional far-field optical methods. The use of surface plasmon techniques allows for the excitation of hot spots much smaller than the wavelength of free space; with this confinement, the plasmonic field facilitates the trapping of various nanostructures and materials with greater precision. The successful manipulation of small particles has fostered a number of expanding applications. In this paper, we review the principles and developments in plasmon tweezer techniques, including both nanostructure-assisted platforms and structure-free systems. Construction methods and evaluation criteria of the techniques are presented, with the aim of providing an overview on the subject. The most common new applications of plasmon tweezers, namely sorting and transport, sensing and imaging, and especially those in a biological context, are critically discussed. Finally, we consider the future development and potential new applications of this technique and discuss the prospects for its impact on science.

I dispositivi di intrappolamento plasmonici sono dispositivi che sfruttano gli effetti plasmonici per intrappolare e manipolare oggetti su scale nanometriche; essi hanno avuto un impatto importante sulla ricerca scientifica e ingegneristica; inoltre offrono potenziali applicazioni in diversi campi, come l'ottica, l'elettronica e la fotovoltaica. Più recentemente, la possibilità di eseguire manipolazioni con plasmoni di superficie ha aperto opportunità non realizzabili con metodi ottici convenzionali in campo lontano. L'uso delle tecniche del plasmone di superficie consente l'eccitazione di punti caldi molto più piccoli della lunghezza d'onda dello spazio libero; con questo confinamento, il campo plasmonico facilita l'intrappolamento di varie nanostrutture e materiali con maggiore precisione. La riuscita manipolazione di piccole particelle ha favorito numerose applicazioni in espansione. In questo documento, esaminiamo i principi e gli sviluppi nelle tecniche di pinzette plasmoniche, comprese sia le piattaforme assistite da nanostrutture che i sistemi senza struttura. Vengono presentati metodi costruttivi e criteri di valutazione delle tecniche, con l'obiettivo di fornire una overview sull’argomento. Le nuove applicazioni più comuni delle pinzette plasmoniche, vale a dire l'ordinamento e il trasporto, il rilevamento e l'imaging, e in particolare quelle in un contesto biologico, sono discusse criticamente. Infine, consideriamo il futuro dello sviluppo e nuove potenziali applicazioni di questa tecnica e discutiamo le prospettive del suo impatto sulla scienza.