:: Articolo di AZoNanotechnology
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Sfondo
Introduzione
L'Importanza dell'Alta velocità Collega per il Trasporto di Energia e di Informazioni
Vantaggi delle Interconnessioni ottiche
Collega Basato su Metallo Nanostructures
Plasmon-Polaritons Di Superficie Studiante Facendo Uso della Scansione della Microscopia Ottica di Nearfield
Studio della Propagazione di Plasmon-Polaritons Di Superficie su una Pellicola Modellata di Golf
Riassunto
Sfondo
WITec è un produttore di strumentazione ad alto rendimento per le applicazioni scientifiche ed industriali messe a fuoco sulle nuove soluzioni per Microscopia di Scansione ed Ottica della Sonda.
Introduzione
La ricerca dell'Elettronica di Nanoscale e del Gruppo di Fotonica di Prof. Brongersma alla Stanford University è messa a fuoco sul montaggio e sulla caratterizzazione delle unità elettroniche ed ottiche nanometro di taglia. In Materia, Prof. Brongersma sta studiando i beni ottici dei nanostructures metallici. Queste strutture sfruttano i beni unici delle eccitazioni del plasmon sulle superfici metalliche per fornire la possibilità di confine, di trasmissione e di manipolazione dell'indicatore luminoso su un disgaggio ben più piccolo della lunghezza d'onda dei fotoni di incidente.
L'Importanza dell'Alta velocità Collega per il Trasporto di Energia e di Informazioni
Per gli sviluppi futuri in nanotecnologia, è essenziale per fornire i canali di comunicazione che permettono il trasporto di energia e di informazioni controllate al livello di nanometro. La progettazione di una rete densa di elettronico collega che può collegare insieme i numeri enormi delle unità del nanoscale su un chip non è un compito irrilevante. Le Riduzioni del passo e della sezione trasversale di metallico collega provoca il riscaldamento locale e un aumento nella costante di tempo di RC (mora) delle strutture collegate.
Vantaggi delle Interconnessioni ottiche
Le Interconnessioni ottiche non esibiscono tali problemi. Inoltre, le interconnessioni ottiche hanno una capacità di carico di informazioni molto più alte a causa della loro più alta frequenza operativa. Purtroppo, le interconnessioni ottiche convenzionali non riducono bene. La riduzione della dimensione delle componenti ottiche dielettriche è limitata fondamentalmente dal limite di diffrazione di indicatore luminoso. La Fornitura del meccanismo che permette il collegamento ottico con i diversi nanodevices oltre l'insieme di limiti dalla diffrazione immensamente amplierebbe le capacità di elaborazione delle informazioni delle strutture del nanoscale.
Collega Basato su Metallo Nanostructures
I nanostructures del Metallo possiedono spesso esattamente la giusta combinazione di beni elettronici ed ottici per affrontare queste emissioni per realizzare il sogno delle velocità di trattamento significativamente più veloci. I metalli comunemente usati nel collegamento elettrico quali Cu ed Al permettono l'eccitazione di plasmon-polaritons di superficie (SPPs). Lo SPPS è onde elettromagnetiche che si propagano lungo un'interfaccia del metallo-dielettrico ed è accoppiato agli elettroni liberi nel metallo.
Plasmon-Polaritons Di Superficie Studiante Facendo Uso della Scansione della Microscopia Ottica di Nearfield
Per studiare questi il plasmon-polaritons di superficie (SPPs), il gruppo di Prof. Brongersma utilizza il microscopio ottico alpha300 S. del nearfield di scansione di WITec. Per gli esperimenti sulle guide d'onda plasmonic, l'Elettronica di Nanoscale ed il Gruppo di Fotonica a Stanford ha modificato il alpha300 S in un microscopio di traforo di scansione del fotone (PSTM). Nello PSTM, lo SPPS può essere emozionante lungo una costruzione metallica o un'interconnessione mettendo a fuoco un laser di eccitazione sulla struttura facendo uso di un obiettivo del microscopio. La propagazione dello SPPS può essere imaged facendo uso di una sonda SNOM-a mensola microfabricated di WITec. Queste sonde hanno un'apertura diaframma di sotto-lunghezza d'onda (diametro di circa 50 nanometro) alla punta di un suggerimento piramidale vuoto attraverso cui l'indicatore luminoso può essere sparso, raccolto e poi essere orientato verso un rivelatore fotoelettrico, quale un tubo di fotomoltiplicatore. Il segnale individuato fornisce una misura dell'intensità della luce della luce locale direttamente al di sotto del suggerimento e scandendo il ribaltare la superficie di metallo, la propagazione di SPPS può essere imaged. La risoluzione ottica realizzabile con il alpha300 S è nell'ordine di 50 -100 nanometro.
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Figura 1. (a) immagine di SEM di una pellicola dell'Au in cui una grata di Bragg da costruzione facendo uso di un MENTIRE. (b) l'immagine di PSTM dell'SPECI ondeggia lanciato lungo l'a film metallico verso la grata di Bragg. Il riflesso arretrato delle SPECI dai risultati stridenti di Bragg nell'osservazione di un reticolo di interferenza dell'onda diritta.
Studio della Propagazione di Plasmon-Polaritons Di Superficie su una Pellicola Modellata di Golf
L'operazione del alpha300 S nel modo di PSTM può essere illustrata studiando la propagazione di SPPS su una pellicola modellata dell'Au (Fig. 1a). Qui, un raggio ionico messo a fuoco (FIB) è stato utilizzato per definire una serie di scanalature parallele, che serviscono da grata di Bragg riflettere le onde delle SPECI. Fig. manifestazioni del 1b un'immagine di PSTM di un'onda delle SPECI eccitata con un laser di lunghezza d'onda di 780 nanometro ed orientata verso la grata di Bragg. Il riflesso arretrato delle SPECI dai risultati stridenti nel reticolo di interferenza dell'onda diritta osservato nell'immagine. Da questo tipo di esperimento, la lunghezza d'onda di SPPS può essere determinata in un modo diretto ed essere confrontata alla teoria.
La litografia del Fascio di elettroni è stata usata per generare 55 bande spesse dell'Au di nanometro su una lastra2 di vetro di SiO con le larghezze della banda che variano da 50 nanometro al µm 5. Le bande dell'Au sono ideali per gli studi fondamentali del trasporto della guida d'onda poichè sono facili da da costruzione, non ossidano ed esibiscono una risposta plasmonic qualitativamente simile a Cu e la Fig. 2a di Al mostra un micrografo ottico di un'unità tipica che consiste di grande area dell'Au da cui lo SPPS può essere lanciato sulle bande del metallo della larghezza variante. Un'immagine di microscopia elettronica (SEM) di scansione di ampia banda di 250 nanometro è indicata come inserzione. La freccia rossa mostra schematicamente come l'indicatore luminoso è lanciato da un punto di laser messo a fuoco in una 1 ampia banda del µm. Fichi. 2b, 2c e 2d immagini di manifestazione PSTM di SPPS eccitate a 780 nanometro e propagarsi lungo µm 3,0 µm, 1,5 e 0,5 ampie bande dell'Au del µm, rispettivamente. L'ampia banda di 3,0 µm può essere usata per propagare i segnali sopra parecchi dieci dei micron.
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Figura 2. (a) immagine Ottica di microscopia di un substrato2 di SiO con una schiera delle bande dell'Au fissate ad un grande launchpad generato da litografia del fascio di elettroni. La freccia rossa illustra il lancio dell'SPECI in una 1 ampia banda del µm. (b, c e d) immagini di PSTM di SPPS eccitate a 780 nanometro e propagarsi lungo µm 3,0 µm, 1,5 e 0,5 ampie bande dell'Au del µm, rispettivamente.
Riassunto
Con il alpha300 S utilizzato nel modo di PSTM, è possibile alla propagazione delle SPECI di immagine direttamente in strutture ed unità plasmonic dell'architettura più complessa determinare il loro comportamento. Ciò è abbastanza differente dalle procedure tipiche di caratterizzazione per le unità fotoniche in cui l'unità è veduta come scatola nera con le porte di output e dell'input. In tali casi, l'operazione dell'unità è arguita dalle risposte misurate alle porte di output agli stimoli differenti forniti alle porte d'ingresso. Lo PSTM fornisce un chiaro vantaggio fornendo un metodo diretto per osservare i funzionamenti interni delle unità plasmonic, offrenti una sbirciata dentro la casella.
Sorgente: Indicatore Luminoso di Guida sul Nanoscale - Rapporto del Cliente da WITec
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