मुस्कराहट Plasmonics तकनीक अनुमार्गण लाइट के लिए नेनो पैमाने स्तर पर व्यावहारिक तरीका प्रदान करता है

Published on January 25, 2011 at 6:17 AM

उन्होंने कहा कि यह किया जा सकता है और अब वे इसे किया है. क्या अधिक है, वे इसे एक मुस्कराहट के साथ किया था.

ढाल सूचकांक के लिए - अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डो) लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला (बर्कले लैब) और कैलिफोर्निया, बर्कले विश्वविद्यालय के साथ शोधकर्ताओं के एक दल मुस्कराहट का पहला प्रायोगिक प्रदर्शन किया है, एक संकर प्रौद्योगिकी plasmonics कि सुपरफास्ट इलेक्ट्रॉनिक संकेतों, अति शक्तिशाली ऑप्टिकल दृश्य प्रकाश के साथ डीएनए अणु को हल करने में सक्षम सूक्ष्मदर्शी, और "अदर्शन" कालीन क्लोकिंग उपकरणों के बजाय प्रकाश पर आधारित कंप्यूटरों सहित विदेशी प्रकाशिकी, की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए दरवाजे खोलता है.

बाईं ओर एक सोने की फिल्म पर एक plasmonic Luneburg लेंस के एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ है. सही पर, प्रतिदीप्ति इमेजिंग से पता चलता है SPPs की तीव्रता Luneburg लेंस (डॉटेड सर्कल) के द्वारा प्रचारित. एक्स इलेक्ट्रॉन बीम की स्थिति शुरू के निशान और Z दिशा में जो SPPs प्रचार है.

(गैर का आयोजन) ढांकता हुआ एक धातु सब्सट्रेट पर सामग्री, और "ग्रे पैमाने पर" इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी, 3 - डी सतह topographies patterning के लिए एक कंप्यूटर चिप उद्योग में एक मानक पद्धति की विशेषता कंपोजिट के साथ कार्य करना, शोधकर्ताओं ने अत्यधिक कुशल plasmonic गढ़े है Luneburg और Eaton लेंस के संस्करणों. सभी समान रूप से अच्छी तरह से दिशाओं से एक Luneburg लेंस प्रकाश केंद्रित है, और आने वाली सभी दिशाओं से एक Eaton लेंस झुकता प्रकाश 90 डिग्री.

"यह पिछले वर्ष, हम कंप्यूटर सिमुलेशन का इस्तेमाल किया प्रदर्शित करने के लिए कि केवल एक ढांकता हुआ धातु समग्र में एक isotropic ढांकता हुआ सामग्री के उदारवादी संशोधनों के साथ, यह संभव हो सकता है व्यावहारिक परिवर्तन प्रकाशिकी परिणाम प्राप्त होगा," जियांग झांग, जो इस शोध का नेतृत्व किया कहते हैं. "हमारी मुस्कराहट plasmonics तकनीक बहुत छोटे पैमाने पर प्रकाश मार्ग और कुशल कार्यात्मक plasmonic उपकरणों के उत्पादन के लिए एक व्यावहारिक तरीका प्रदान करता है."

जांग, बर्कले लैब है सामग्री प्रभाग विज्ञान और UC बर्कले है नैनो पैमाने पर विज्ञान और इंजीनियरिंग सेंटर (SINAM) के निदेशक के साथ एक प्रमुख अन्वेषक, नैनो जर्नल नेचर में एक कागज की इसी लेखक है, यह काम, "Plasmonic Luneburg और Eaton शीर्षक वर्णन लेंस. " सह संलेखन कागज थॉमस Zentgraf, Yongmin लियू, Maiken Mikkelsen और जेसन वेलेंटाइन थे.

मुस्कराहट plasmonics परिवर्तन प्रकाशिकी और plasmonics, दो विज्ञान की बढ़ती नए क्षेत्रों में क्रांति आ सकती है कि क्या हम प्रकाश के साथ करने में सक्षम कर रहे हैं से तरीके को जोड़ती है. परिवर्तन प्रकाशिकी में, शारीरिक अंतरिक्ष के माध्यम से जो प्रकाश यात्रा करने के लिए प्रकाश की प्रक्षेपवक्र, जिस तरह से जो बाह्य अंतरिक्ष में आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत के तहत एक भारी वस्तु से विकृत है करने के लिए इसी तरह की नियंत्रण विकृत है. Plasmonics में, प्रकाश मुक्त अंतरिक्ष में फोटॉनों की तरंग दैर्ध्य की तुलना में छोटे आयाम में सीमित है, यह संभव मैच के लिए अलग तराजू लंबाई के साथ जुड़े एक एकल डिवाइस में nanoscale फोटोनिक्स और इलेक्ट्रॉनिक्स.

"Plasmonics परिवर्तन प्रकाशिकी लागू जोरदार सीमित प्रकाश तरंगों के दो आयामी प्रकाशिकी के संदर्भ में सटीक नियंत्रण के लिए अनुमति देता है," झांग कहते हैं. "हमारी तकनीक अच्छी तरह से जाना जाता है मुस्कराहट प्रकाशिकी तकनीक के अनुरूप है, जबकि पिछले plasmonic तकनीक एक मिश्रित धातु ढांकता हुआ में धातु की सतह के असतत संरचना द्वारा महसूस किया गया."

सभी plasmonic प्रौद्योगिकियों की तरह, मुस्कराहट plasmonics एक इलेक्ट्रॉनिक सतह लहर है कि एक धातु पर प्रवाहकत्त्व इलेक्ट्रॉन के माध्यम से रोल के साथ शुरू होता है. है बस के रूप में प्रकाश की एक लहर में ऊर्जा एक quantized कण की तरह इकाई बुलाया एक फोटान में किया जाता है, तो भी, plasmonic एक अर्ध कण बुलाया एक plasmon में किया जाता है ऊर्जा है. Plasmons photons के साथ एक धातु और ढांकता हुआ इंटरफेस पर बातचीत करने के लिए अभी तक एक कण अर्ध, एक सतह plasmon polariton (SPP) के रूप में होगा.

Luneburg और Eaton जांग और उसके सह लेखक द्वारा गढ़े लेंस फोटॉनों बजाय SPPs के साथ बातचीत की. इन लेंस बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक सोने की सतह के शीर्ष पर एक पतली ढांकता हुआ फिल्म (PMMA बुलाया thermplastic) के साथ काम किया. जब ग्रे पैमाने पर इलेक्ट्रॉन किरण अश्मलेखन आवेदन, शोधकर्ताओं ने एक इलेक्ट्रॉन बीम है कि खुराक (प्रति इकाई क्षेत्र प्रभारी) में विभिन्न के रूप में यह इस फिल्म की सतह के पार चले गए ढांकता हुआ फिल्म उजागर. इस ढांकता हुआ है कि SPPs के स्थानीय प्रचार बदल की लंबाई भर में अत्यधिक नियंत्रित फिल्म मोटाई में मतभेद के परिणामस्वरूप. बारी में, "मोड सूचकांक," है, जो निर्धारित करता है कितनी तेजी से SPPs प्रचार करेंगे इतना बदल दिया है कि SPPs की दिशा को प्रभावित किया जा सकता है है.

"Adiabatically धातु की सतह के निकट ढांकता हुआ परत के टोपोलॉजी सिलाई करके, हम लगातार SPPs के मोड सूचकांक को संशोधित करने में सक्षम हो," Zentgraf कहते हैं. "एक परिणाम के रूप में, हम स्वतंत्रता के दो आयामी प्रकाशिकी के संदर्भ में एक बड़ा डिग्री के साथ SPPs के प्रवाह में हेरफेर कर सकते हैं."

विशुद्ध रूप से ढांकता हुआ सामग्री के साथ ही काम करने के लिए SPPs परिणत करने की व्यावहारिकता मुस्कराहट plasmonics के लिए एक बड़ी बिक्री बिंदु लियू कहते हैं, "नैनोमीटर लंबाई पैमाने है, जो विद्युत चुम्बकीय SPPs साथ जुड़े तरंगों के प्रवेश गहराई है पर धातु के भौतिक गुणों को नियंत्रण. धातु सतहों के नीचे का विस्तार, मौजूदा तकनीक nanofabrication की पहुंच से परे है. "

Zentgraf कहते हैं, "हमारा दृष्टिकोण एक मानक निर्माण तकनीक है कि पूरी तरह से सक्रिय plasmonics के साथ संगत है के साथ कम नुकसान कार्यात्मक plasmonic तत्वों को प्राप्त करने की क्षमता है."

प्रकृति नैनो पेपर में, शोधकर्ताओं का कहना है कि plasmonic बिखरने के माध्यम से खो SPPs की वजह से उपकरणों में inefficiencies ढांकता हुआ में सीधे फ्लोरोसेंट डाई अणु जैसे विभिन्न SPP लाभ, सामग्री को शामिल करके और आगे भी कम हो सकता है. वे कहते हैं, एक वृद्धि प्रचार दूरी है कि उच्च ऑप्टिकल और plasmonic उपकरणों के लिए वांछित है के लिए नेतृत्व करेंगे. यह भी Luneburg और Eaton लेंस से परे दो आयामी plasmonic तत्वों की प्राप्ति सक्षम होना चाहिए.

Mikkelsen कहते हैं, "मुसकान plasmonics तुरंत waveguides और बीम splitters, जैसे विभिन्न plasmonic तत्वों, के लिए एकीकृत plasmonics की प्रदर्शन में सुधार के डिजाइन और उत्पादन के लिए लागू किया जा सकता है वर्तमान में हम और अधिक जटिल है, जैसे plasmonic परिवर्तनकारी plasmonic उपकरणों पर काम कर रहे हैं. collimators, कई कार्यों, और बढ़ाया प्रदर्शन के साथ plasmonic लेंस के साथ एक plasmonic तत्वों. "

स्रोत: http://www.lbl.gov/

Last Update: 5. October 2011 11:30

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