Fanoresonanties

Fanoresonanties zijn asymmetrische lijnen in spectroscopische verschijnselen die ontstaan door interferentie tussen een discrete resonante toestand en een continuüm van toestanden. Ze zijn vernoemd naar Ugo Fano, die dit interferentieproces in 1961 beschreef. De resulterende lijnvorm is karakteristiek voor vele systemen waarin een zwak, geraakte resonantie samenwerkt met een bredere achtergrond.

De onderliggende mechaniek is interfereert tussen twee parallelle routes: een resonante route via een discrete toestand en een parralle route via een continuüm. De hierdoor ontstane constructie leidt tot een kenmerkende, onevenwichtig gevormde spectral respons. De Fano-figuur wordt vaak uitgedrukt met de formule F(ε) = (ε + q)^2 / (1 + ε^2), waarbij ε = (E − E_r) / (Γ/2) is, E_r de resonantiedeneratieenergie, Γ de breedte, en q de Fano-parameter die de asymmetrie bepaalt. Bij grote |q| lijkt de lijn op een Lorentze vorm; bij andere q-waarden kan er een diepte-duik of een omgeslagen flagged peak optreden.

Fanoresonanties komen voor in diverse systemen, zoals atomaire en moleculaire foto-ionisaties, quantum-dot- en plasmonicsystemen, metastructuren, fotonische kristallen en microsystemen in optica en elektronica. Ze dienen vaak als mechanisme om licht-materie-interacties te versterken of te controleren, en veroorzaken merkbare asymmetrieën in spectra en in responsfuncties.

Historisch gezien werd de term Fanoresonantie geïntroduceerd als een universele beschrijving van interferentie-effecten tussen discrete en continue kanalen, en wordt ze gezien als verschillend van symmetrische Breit-Wigner-resonanties. De signatuur van Fano-resonanties maakt ze relevant voor sensoren, optische filters, switchers en spectroscopie.