Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

GRIN plasmonics Tekniikka tarjoaa käytännön Way reititys Light at nanomittakaava tasolla

Published on January 25, 2011 at 6:17 AM

He sanoivat se voidaan tehdä ja nyt he ovat tehneet sitä. Mikä parasta, he tekivät sen virnistäen.

Tutkijaryhmä kanssa Yhdysvaltain energiaministeriön (DOE): n Lawrence Berkeley National Laboratoryn (Berkeley Lab) ja University of California, Berkeley, on toteutettu kokeellinen osoitus GRIN - gradienttijärjestelmille index - plasmonics, hybriditeknologia joka avaa oven monenlaisia ​​eksoottisia optiikka, mukaan lukien Superfast tietokoneita perustuu valon sijasta sähköisiä signaaleja, huipputehokas optiset pystyä ratkaisemaan DNA molekyylien näkyvää valoa, ja "näkymättömyys" matto-peittämistä laitteet.

Vasemmalla on pyyhkäisyelektronimikroskooppi micrograph plasmonic Luneburg linssi kultaa elokuva. Oikealla fluoresenssin kuvantamisen osoittaa intensiteetti SPPS levittävät Luneburg linssi (pisteviiva ympyrä). X Marks käynnistää asema elektronisuihku ja Z on suunta, johon SPPS etenevät.

Työskentely Composites featuring dielektrinen (johtamattomasta) materiaalia metallipinnoille, ja "harmaa-asteikko" elektronisuihku litografia, standardi menetelmä mikrosiru teollisuuden kuviointi 3-D pinnan piirimallien, tutkijat ovat valmistettu erittäin tehokas plasmonic versiot Luneburg ja Eaton linssit. Luneburg linssi keskittyy valoa kaikkiin suuntiin yhtä hyvin, ja Eaton linssi taipuu valo 90 astetta kaikki saapuvat suuntiin.

"Kulunut vuosi, käytimme tietokonesimulaatiot osoittaa, että vain kohtalainen muutoksia isotrooppisten eristävänä materiaalia dielektrinen-metalli komposiitti, olisi mahdollista saavuttaa käytännön muutos optiikka tuloksia", sanoo Xiang Zhang, joka johti tätä tutkimusta. "Meidän GRIN plasmonics tekniikka tarjoaa käytännön tapa reititys valoa hyvin pienet suomut ja tuottaa tehokkaasti toimivia plasmonic laitteita."

Zhang, päätutkija kanssa Berkeleyssä Labin materiaalitieteiden tiedekunta Division ja johtaja UC Berkeleyn nanoluokan Science and Engineering Center (SINAM), on vastaava kirjoittanut paperia lehdessä Nature Nanotechnology, kuvataan tässä työssä otsikolla "plasmonic Luneburg ja Eaton Linssit. " Co-authoring paperi olivat Thomas Zentgraf, Yongmin Liu, Maiken Mikkelsen ja Jason Valentine.

GRIN plasmonics yhdistää menetelmiä muunnostapahtumasta optiikan ja plasmonics kaksi nousee uusia tieteenaloja, jotka voivat mullistaa mitä voimme tehdä valoa. Muuntokoulutusta optiikka, fyysinen tila, jonka kautta valo kulkee on vääntynyt hallita valoa lentoradan, samanlainen tapa, jolla ulkoavaruuteen on vääntynyt jonka massiivinen esine alle Einsteinin suhteellisuusteoria. Vuonna plasmonics, valo suljettiin mitat pienempi kuin aallonpituus fotonien vapaata tilaa, joten se mahdollista sovittaa eri pituus-asteikot liittyvät fotoniikan ja elektroniikan yhteen nanomittakaavan laite.

"Hakeminen muutos optiikan plasmonics mahdollistaa tarkan ohjauksen voimakkaasti rajoitu valonsäteet yhteydessä kaksiulotteinen optiikka", Zhang sanoo. "Meidän tekniikka on analoginen tunnettu GRIN optiikan tekniikalla, kun taas edellinen plasmonic tekniikoita toteutetaan erillisin jäsentämistä metallin pinnan metalli-eriste komposiitti."

Kuten kaikki plasmonic teknologioita, virne plasmonics alkaa sähköinen pinta-aaltojen että rullaa läpi johtuminen elektroneja metalliin. Aivan kuten energia valoaalto kuljetetaan kvantisoitujen hiukkanen kaltainen laite kutsutaan fotonin, niin sekin on plasmonic energiaa kuljetetaan lähes hiukkanen kutsutaan Plasmon. Plasmons vuorovaikutuksessa fotonien rajapinnalla metalli ja dielektriset muodostaa jälleen lähes hiukkasen pinta Plasmon polariton (SPP).

Luneburg ja Eaton linssit on valmistettu Zhang ja hänen kanssaan kirjoittajat vuorovaikutuksessa SPPS kuin fotonit. Jotta nämä linssit, tutkijat työskenteli ohut dielektrisen kalvo (thermplastic nimeltään PMMA) päälle kultaa pinta. Haettaessa harmaa-asteikko elektronisuihku litografia, tutkijat altistuvat dielektrisen elokuvaa elektronisuihku, joka vaihteli annostus (vastaa pinta-alayksikköä kohti), koska se muutti koko elokuvan pinnalla. Tämä johti erittäin valvotuissa eroja Kalvonpaksuuden koko pituudelta dielektrisen joka muutti paikallista etenemistä SPPS. Puolestaan ​​"mode index", joka määrää kuinka nopeasti SPPS tulee levittää, on muutettu niin, että suunta SPPS voidaan vaikuttaa.

"Kun adiabatically räätälöinti topologia dielektrisen kerroksen vieressä metallipintaa, pystymme jatkuvasti muuttaa tilan indeksi SPPS", sanoo Zentgraf. "Tämän seurauksena voimme manipuloida virtausta SPPS kanssa suurempi toimintavapaus yhteydessä kaksiulotteinen optiikka."

Sanoo Liu, "käytännöllisyys työskennellä vain puhtaasti eristävänä aineena muuttaa SPPS on suuri myyntivaltti GRIN plasmonics. Ohjaaminen fysikaaliset ominaisuudet metallien nanometrin pituus-asteikko, joka on tunkeutumissyvyyden sähkömagneettisten aaltojen liittyy SPPS ulottuu alle metallipinnoille, on ulottumattomissa olevien nanoteknologiakeskus tekniikoita. "

Lisää Zentgraf, "Meidän lähestymistapamme on mahdollista saavuttaa pienihäviöiset toiminnallisia plasmonic elementtejä standardin valmistuksen teknologia, joka on täysin yhteensopiva aktiivinen plasmonics."

Vuonna Nature Nanotechnology paperi, tutkijat sanovat, että tehottomuudesta plasmonic laitteiden takia SPPS menetetty sironta voitaisiin vähentää entisestään ottamalla eri SPP saada materiaaleja, kuten loisteputki värimolekyylit, suoraan dielektrisen. Tämä, he sanovat, johtaisi lisääntynyt leviäminen etäisyys, joka on erittäin haluttu optisten ja plasmonic laitteita. On myös mahdollista toteutumista kaksiulotteinen plasmonic elementtejä kuin Luneburg ja Eaton linssit.

Sanoo Mikkelsen, "GRIN plasmonics voidaan välittömästi soveltaa suunnittelu ja tuotanto eri plasmonic elementtejä, kuten aaltoputkia ja palkki Hakkurit, parantaa suorituskykyä integroituja plasmonics. Tällä hetkellä työskentelemme monimutkaisempia, muutosjohtaminen plasmonic laitteita, kuten plasmonic collimators, yksi plasmonic elementtien kanssa useita toimintoja, ja plasmonic linssit parempaa suorituskykyä. "

Lähde: http://www.lbl.gov/

Last Update: 22. October 2011 03:04

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit