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La Técnica de Plasmonics de la MUECA Proporciona a la Manera Práctica para Encaminar la Luz en el Nivel de Nanoscale

Published on January 25, 2011 at 6:17 AM

Dijeron que podría ser hecha y ahora la han hecho. Cuál es más, él lo hizo con una sonrisa.

Las personas de investigadores con el Ministerio de los E.E.U.U. de (DOE) Laboratorio Nacional de Lorenzo Berkeley de la Energía (Laboratorio de Berkeley) y Universidad de California, Berkeley, han realizado la primera demostración experimental de la MUECA - para el índice del gradiente - plasmonics, una tecnología híbrida que abre la puerta en una amplia gama de la óptica exótica, incluyendo los ordenadores ultrarrápidos basados en luz bastante que señales electrónicas, los microscopios ópticos ultra-potentes capaces de resolver las moléculas de la DNA con la luz visible, y “invisibilidad” alfombra-que disimulaba los dispositivos.

A La Izquierda es un micrográfo de electrón de la exploración de un lente plasmonic de Luneburg en una película del oro. A La Derecha, la proyección de imagen de la fluorescencia muestra la intensidad del SPPs propagado por el lente de Luneburg (círculo punteado). Las marcas X la posición que lanza del haz electrónico y del Z son la dirección en la cual la propagación del SPPs.

Trabajando con los compuestos que ofrecían un material (no conductor) dieléctrico en un substrato del metal, y la litografía de haz electrónico de la “gris-escala”, un método estándar en la industria del chip de ordenador para modelar las topografías superficiales tridimensionales, los investigadores han fabricado versiones plasmonic muy eficientes de los lentes de Luneburg y de Eaton. Un lente de Luneburg enfoca la luz de todas las direcciones igualmente bien, y un lente de Eaton dobla la luz 90 grados de todas las direcciones entrantes.

“Este último año, utilizamos simulaciones por ordenador para demostrar eso con solamente modificaciones moderadas de un material dieléctrico isotrópico en un compuesto del dieléctrico-metal, sería posible lograr resultados prácticos de la óptica de la transformación,” dice a Xiang Zhang, que llevó esta investigación. “Nuestra técnica del plasmonics de la MUECA proporciona a una manera práctica para encaminar la luz en mismo las pequeñas escalas y producir los dispositivos plasmonic funcionales eficientes.”

Zhang, un investigador principal con la División de las Ciencias Materiales del Laboratorio de Berkeley y el director de la Ciencia de la Nano-Escala de Uc Berkeley y el Centro de la Ingeniería (SINAM), es el autor correspondiente de un papel en la Nanotecnología de la Naturaleza del gorrón, describiendo este trabajo titulado, “Plasmonic Luneburg y los Lentes de Eaton.” Co-Siendo autor del papel eran Thomas Zentgraf, Yongmin Liu, Maiken Mikkelsen y Tarjeta Del Día De San Valentín de Jason.

El plasmonics de la MUECA combina metodologías de las ópticas y del plasmonics, dos nuevos campos de levantamiento de la transformación de ciencia que podrían revolucionar cuál podemos hacer con la luz. En la óptica de la transformación, el espacio físico con la cual enciende viajes se deforma para controlar la trayectoria de la luz, similar a la manera de la cual el espacio exterior es deformado por un objeto masivo bajo teoría de la relatividad de Einstein. En plasmonics, la luz se linda en las dimensiones más pequeñas que la longitud de onda de fotones en espacio gratuito, permitiendo corresponder con las diversas longitud-escalas asociadas a photonics y a electrónica en un único dispositivo del nanoscale.

La “Aplicación de la óptica de la transformación al plasmonics permite mando exacto de ondas pálidas fuertemente lindadas en el contexto de las ópticas bidimensionales,” Zhang dice. “Nuestra técnica es análoga a la técnica bien conocida de la óptica de la MUECA, mientras que las técnicas plasmonic anteriores fueron observadas por la estructuración discreta de la superficie de metal en un compuesto del metal-dieléctrico.”

Como todas las tecnologías plasmonic, el plasmonics de la MUECA comienza con una onda superficial electrónica que lamine a través de los electrones de la conducción en un metal. Apenas pues la energía en una ola de luz es hacia adentro llevado cuantificado partícula-como la unidad llamada un fotón, Así pues, también, es la energía plasmonic llevó hacia adentro una cuasi-partícula llamada un plasmón. Los Plasmones obrarán recíprocamente con los fotones en el interfaz de un metal y de un dieléctrico para formar otra cuasi-partícula, un polariton superficial del plasmón (SPP).

Los lentes de Luneburg y de Eaton fabricados por Zhang y sus co-autores obraron recíprocamente con el SPPs bastante que los fotones. Para hacer estos lentes, los investigadores trabajaron con una película dieléctrica fina (un PMMA llamado thermplastic) encima de una superficie del oro. Al aplicar la litografía de haz electrónico de la gris-escala, los investigadores expusieron la película dieléctrica a un haz electrónico que fue variado en la dosificación (carga por área de unidad) como se movió a través de la superficie de la película. Esto dio lugar a diferencias altamente controladas en espesor del film a través de la longitud del dieléctrico que alteró la propagación local del SPPs. A su vez, se altera el “índice del modo,” que determina cómo rápidamente el SPPs propagará, para poder influenciar la dirección del SPPs.

“Adiabático adaptando la topología de la capa dieléctrica adyacente a la superficie de metal, podemos modificar contínuo el índice del modo del SPPs,” dice Zentgraf. “Como consecuencia, podemos manipular el flujo del SPPs con un mayor grado de libertad en el contexto de la óptica bidimensional.”

Dice a Liu, “El sentido práctico del trabajo solamente con el material puramente dieléctrico para transformar el SPPs es un factor de venta grande para el plasmonics de la MUECA. Controlando las propiedades físicas de metales en la longitud-escala del nanómetro, que es la profundidad de penetración de ondas electromagnéticas se asoció al SPPs que extendía debajo de las superficies de metal, está fuera del alcance de técnicas existentes de la nanofabricación.”

Agrega Zentgraf, “Nuestra aproximación tiene el potencial de lograr elementos plasmonic funcionales de pequeñas pérdidas con una tecnología estándar de la fabricación que sea totalmente compatible con plasmonics activo.”

En el papel de la Nanotecnología de la Naturaleza, los investigadores dicen que las ineficacias en los dispositivos plasmonic debido al SPPs perdido con dispersar podrían ser incluso más futuras reducido incorporando los diversos materiales del avance de los SPP, tales como moléculas de tinte fluorescente, directamente en el dieléctrico. Esto, dicen, llevaría a una distancia creciente de la propagación que se desea altamente para los dispositivos ópticos y plasmonic. Debe también activar la realización de elementos plasmonic bidimensionales más allá de los lentes de Luneburg y de Eaton.

Dice Mikkelsen, “plasmonics de la MUECA puede ser aplicado inmediatamente al diseño y a la producción de diversos elementos plasmonic, tales como guías de ondas y divisores de haz, para mejorar el funcionamiento del plasmonics integrado. Estamos trabajando Actualmente en dispositivos plasmonic más complejos, más transformacionales, tales como colimadores plasmonic, únicos elementos plasmonic con funciones múltiples, y lentes plasmonic con funcionamiento aumentado.”

Fuente: http://www.lbl.gov/

Last Update: 11. January 2012 11:06

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