Una ricerca pubblicata su Nature Communications mostra che la sola morfologia dell’oro, modificata su scala nanometrica, può alterarne in modo significativo le proprietà ottiche ed elettroniche. Lo studio, coordinato da Nicolò Maccaferri (Università di Umeå, Svezia), nasce da una collaborazione internazionale che coinvolge l’Istituto Italiano di Tecnologia, l’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia e l’Università degli Studi di Milano-Bicocca (per la nanofabbricazione dei campioni), il Consiglio Nazionale delle Ricerche (per le misure di catodoluminescenza) e l’Università di Roma Tor Vergata (Tommaso Giovannini, per la razionalizzazione teorica).

Il lavoro analizza film di oro nanoporoso, un metamateriale caratterizzato da pori di dimensione variabile, confrontandoli con film di oro continuo. Esperimenti ultrafast pump–probe indicano che la struttura porosa assorbe più energia su uno spettro più ampio, portando a temperature elettroniche transienti molto più alte (fino a ~3200 K contro ~800 K nell’oro bulk) e a un raffreddamento più lento, con implicazioni dirette per i processi di generazione di hot carriers (portatori caldi).

Questo è direttamente correlato alla diversa distribuzione di Fermi-Dirac nei due materiali, che, nell’oro poroso, rende disponibili stati elettronici a energie più basse, attivando transizioni ottiche. Questo è confermato dalla modellizzazione atomistica, che mostra che, mentre lo spettro ottico dell’oro bulk è dominato da transizioni intrabanda, l’oro nanoporoso presenta un contributo rilevante di transizioni interbanda esteso a energie più basse. Questo è anche coerente con le misure di catodoluminescenza che mostrano come l’oro nanoporoso supporti risonanze plasmoniche localizzate distribuite su un ampio intervallo spettrale nel visibile.

I risultati indicano la porosità come nuovo parametro di progettazione per controllare l’interazione luce-materia e la generazione di portatori caldi, con ricadute potenziali in nanofotonica e in processi fotoindotti.

Riferimento: Nature Communications 17, 829 (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-68506-0