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La Nueva Clase de los Dispositivos Bowtie-Dar forma que Capturan, Filtra y Navega la Luz en el Nanoscale

Published on November 11, 2009 at 6:42 PM

Pareciendo sostenido y buscando la luz - los investigadores del Laboratorio de Berkeley han dirigido una nueva clase de los dispositivos bowtie-dados forma que capturan, filtran y navegan la luz en el nanoscale. Estos dispositivos “nanos-colorsorter” actúan como las antenas para enfocar y luz en espacios minúsculos, una técnica útil de la clase para cosechar la luz de banda ancha para los filtros y los detectores cromosensibles.

James Schuck y Zhaoyu Zhang en la Fundición Molecular fabricada nano-clasificaron las antenas a partir de cuatro triángulos equiláteros de oro que litográfico fueron modelados para crear una geometría “cruzada”. Éstos bowtie-dieron forma las antenas funcionan como los colorsorters nanos, capaces de capturar, filtran y navegan la luz en el nanoscale.

Actualmente, las fibras ópticas emplean la luz para transportar datos con anchura de banda muy alta, pero la técnica golpea una barricada mientras que la luz se exprime en circuitos fotónicos más pequeños y más pequeños. Esta barricada es el límite de difracción - una restricción fundamental en concentrar los fotones en las regiones más pequeñas que mitad de su longitud de onda. En cambio, los dispositivos electrónicos se forman fácilmente en las escalas del nanómetro; sin embargo, la transferencia de datos electrónicos operatorio en las frecuencias lejos debajo de ésas para las fibras ópticas, con una anchura de banda mucho más inferior, reduciendo la cantidad de datos llevados.

Una tecnología reciente, “plasmonics acuñado,” aprieta ondas electromagnéticas en las estructuras del metal con las dimensiones mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz para los datos que transmiten en las frecuencias ópticas, casando los mejores aspectos de comunicaciones ópticas y electrónicas. Una clase determinado prometedora de las estructuras para aumentar este efecto de apretadura es las antenas ópticas del nanoscale hechas del oro, que leverage comportamiento plasmonic para capturar y para lindar eficientemente la luz en dimensiones minúsculas.

“Como la antena en su TV o radio, los nanoantennas ópticos cogen y concentran eficientemente energía, pero las longitudes de onda son mucho más pequeñas,” dice a Jim Schuck, un withn del científico del estado mayor la Fundición Molecular, un Ministerio de los E.E.U.U. de recurso (DOE) nacional del utilizador de la Energía en el Laboratorio de Berkeley que proporciona el soporte a los investigadores del nanoscience en todo el mundo.

“Hemos hecho la estructura primero dirigida y nanofabricated para el nanoscale la distribución pálida que puede expidir y manipular la información óptica ultra-lindada con una perilla que usted puede fácilmente energía del aire- o color de la luz,” dice a Schuck, que trabaja en la Proyección De Imagen y la Manipulación de la Fundición del Recurso de Nanostructures.

El investigador postdoctoral Zhaoyu Zhang de la Fundición Molecular, trabajando con Schuck y Director Stefano Cabrini del Recurso de la Nanofabricación, fabricó nanoantennas a partir de cuatro triángulos equiláteros de oro litográfico modelados para crear geometría de una cruz del `'.

La Fractura de la simetría de este dispositivo cruciforme afecta a su modo de resonancia primario - una propiedad más bien ilustrada por romper de una estría de champán cuando encuentra un tono musical del tono correcto. En estos nanoantennas cruzados, los modos resonantes corresponden a diversas frecuencias, o a los colores, de la luz.

“Podemos ahora controlar las propiedades plasmonic de estos dispositivos introduciendo asimetría, y encontramos que la luz roja y azul literalmente está enviado los left and right,” dice a Zhang. “Activando los límites de luz de manipulación en un volumen más pequeño, podemos mover la información a un lugar o a otro de manera rápida y eficiente, que son importantes para el photodetection rápido, cromosensible. ”

De Hecho, la desviación del bowtie verticalmente alineado en el nanoantenna cruzado apenas cinco nanómetros a la izquierda del centro genera dos modos de resonancia, produciendo un filtro bicolor. Las personas más futuras demostraron este efecto rompiendo otras simetrías de los bowties, llevando a un filtro tricolor. Esta fractura de la simetría da a científicos la capacidad “auto-aire” un dispositivo a un conjunto deseado de colores o de energías, crucial para los filtros y otros detectores. Usando las capacidades de la nanofabricación disponibles en la Fundición, los científicos proyectan explorar ajustar la talla, la dimensión de una variable, y la posición de los bowties para optimizar propiedades del dispositivo. Por ejemplo, los millares de bowties se podían pila de discos en un área menos de un milímetro a través, activação grande, pero ultrarrápida, las matrices del detector.

“Nuestras conclusión prestan discernimiento en la conexión entre la simetría simple que se rompe y las propiedades coherentes del acoplamiento de plasmones localizados, proporcionando a un camino para dirigir los dispositivos complejos que pueden controlar la luz en espacios extremadamente lindados,” Schuck agrega.

Un artículo científico que señalaba esta investigación dio derecho de “nanoscale Manipulación los campos pálidos con el bowtie asimétrico nano-colorsorter,” por Zhaoyu Zhang, Alexander Weber-Bargioni, Shiwei Wu, Scott Dhuey, Stefano Cabrini y James Schuck, aparece en Cartas Nanas y está disponible en Cartas Nanas en línea.

Last Update: 13. January 2012 11:34

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