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La Nuova Classe di Unità A forma di cravatta a farfalla che Catturano, Filtra e Dirige l'Indicatore Luminoso al Nanoscale

Published on November 11, 2009 at 6:42 PM

Guardando marcato e cercando i ricercatori luminosi del Laboratorio di Berkeley hanno costruito una nuova classe di unità a forma di cravatta a farfalla che catturano, filtrano e dirigono l'indicatore luminoso al nanoscale. Queste unità “nane-colorsorter„ fungono da antenne per mettere a fuoco ed indicatore luminoso negli spazi minuscoli, una tecnica utile di ordinamento per la raccolta dell'indicatore luminoso a banda larga per i filtri ed i rivelatori cromosensibili.

James Schuck e Zhaoyu Zhang alla Fonderia Molecolare da costruzione le antenne nano di taglia da quattro triangoli equilateri di oro che litografico sono stati modellati per creare la geometria “trasversale„. Queste antenne a forma di cravatta a farfalla funzionano mentre i colorsorters nani, capaci di catturare, filtrano e dirigono l'indicatore luminoso al nanoscale.

Corrente, le fibre ottiche impiegano l'indicatore luminoso per trasportare i dati con la larghezza di banda molto alta, ma la tecnica colpisce un blocco stradale mentre l'indicatore luminoso è schiacciato nei più piccoli e più piccoli circuiti fotonici. Questo blocco stradale è il limite di diffrazione - una restrizione fondamentale nella concentrazione dei fotoni nelle regioni più piccole della metà della loro lunghezza d'onda. Al contrario, gli apparecchi elettronici sono adattati prontamente ai disgaggi di nanometro; tuttavia, il trasferimento di dati elettronico funziona alle frequenze lontano sotto quelli per le fibre ottiche, con la breve larghezza di banda molto, diminuente la quantità di dati portati.

Una tecnologia recente, “plasmonics punzonato,„ ammucchia le onde elettromagnetiche nelle costruzioni metalliche con le dimensioni molto più piccole della lunghezza d'onda di indicatore luminoso per i dati di trasmissione alle frequenze ottiche, sposante i migliori aspetti di ottico e delle comunicazioni elettroniche. Una classe specialmente di promessa di strutture per il miglioramento del questo effetto d'ammucchiatura è antenne ottiche del nanoscale fatte di oro, che fanno leva il comportamento plasmonic per catturare e limitare efficientemente l'indicatore luminoso nelle dimensioni minuscole.

“Come l'antenna sulla vostra TV o radio, i nanoantennas ottici efficientemente catturano e concentrano l'energia, ma le lunghezze d'onda sono molto più piccole,„ dice JIM Schuck, un withn dello scienziato del personale la Fonderia Molecolare, un Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti la funzione (DOE) nazionale dell'utente Al Laboratorio di Berkeley che fornisce il supporto ai ricercatori di nanoscience intorno al mondo.

“Abbiamo fatto la struttura in primo luogo costruita e nanofabricated per distribuzione della luce del nanoscale che può spedire e manipolare le informazioni ottiche ultra-limitate con un perno che potete facilmente energia di aria- o colore di indicatore luminoso,„ diciamo Schuck, che lavora nella Rappresentazione e nella Manipolazione della Fonderia della Funzione di Nanostructures.

Il ricercatore post-dottorato Zhaoyu Zhang della Fonderia Molecolare, lavorando con Schuck e Direttore Stefano Cabrini della Funzione di Nanofabbricazione, da costruzione i nanoantennas da quattro triangoli equilateri di oro litografico modellati per creare la geometria di un incrocio del `'.

La Rottura della simmetria di questa unità cruciforme pregiudica il suo modo di risonanza primario - i beni più bene illustrati dalla rottura di un flûte quando incontra un tono musicale di giusto passo. In questi nanoantennas trasversali, i modi sonori corrispondono alle frequenze differenti, o ai colori, di indicatore luminoso.

“Possiamo ora gestire i beni plasmonic di queste unità introducendo l'asimmetria e troviamo che l'indicatore luminoso rosso e blu letteralmente è inviato a left and right,„ dice Zhang. “Spingendo i limiti di indicatore luminoso di manipolazione in un più piccolo volume, possiamo muovere rapidamente ed efficientemente le informazioni verso un posto o un altro, che sono importanti per il photodetection veloce e cromosensibile. „

Effettivamente, spostando la cravatta a farfalla verticalmente stata allineata nel nanoantenna trasversale appena cinque nanometri a sinistra del centro genera i due modi di risonanza, producendo un filtro colorato due. Il gruppo ulteriore ha dimostrato questo effetto rompendo altre simmetrie delle cravatte a farfalla, piombo ad un filtro in tricromia. Questa simmetria che rompe gli scienziati di elasticità l'abilità “automatico-aria„ un'unità ad un insieme desiderato dei colori o delle energie, cruciale per i filtri ed altri rivelatori. Facendo Uso delle capacità di nanofabbricazione disponibili alla Fonderia, gli scienziati pianificazione esplorare la regolazione la dimensione, la forma e della posizione delle cravatte a farfalla per ottimizzare i beni dell'unità. Per esempio, migliaia di cravatte a farfalla hanno potuto essere imballate in un'area di meno di un millimetro attraverso, permettere grande, ma ultraveloce, schiere del rivelatore.

“I Nostri risultati prestano la comprensione nel collegamento fra la simmetria semplice che si rompe ed i beni coerenti dell'accoppiamento dei plasmon localizzati, fornenti una via per l'organizzazione delle unità complesse che possono gestire l'indicatore luminoso negli spazi estremamente limitati,„ Schuck aggiunge.

Un articolo scientifico che riferisce questa ricerca ha autorizzato “il nanoscale di Manipolazione campi leggeri con la cravatta a farfalla asimmetrica nana-colorsorter,„ da Zhaoyu Zhang, da Alexander Weber-Bargioni, da Shiwei Wu, da Scott Dhuey, da Stefano Cabrini e da James Schuck, sembra nelle Lettere Nane ed è disponibile nelle Lettere Nane online.

Last Update: 13. January 2012 12:42

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