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

Grin Plasmonics Menyediakan Teknik Jalan Praktis untuk Light Routing di Tingkat Nanoscale

Published on January 25, 2011 at 6:17 AM

Mereka mengatakan hal itu bisa dilakukan dan sekarang mereka sudah melakukannya. Terlebih lagi, mereka melakukannya dengan menyeringai.

Sebuah tim peneliti dengan Departemen Energi AS (DOE) 's Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) dan University of California, Berkeley, telah melakukan demonstrasi eksperimental pertama dari senyum - untuk indeks gradien - plasmonics, sebuah teknologi hybrid yang membuka pintu untuk berbagai macam optik eksotis, termasuk komputer supercepat berbasis cahaya bukan sinyal elektronik, ultra-kuat mikroskop optik mampu menyelesaikan molekul DNA dengan cahaya tampak, dan "tembus" karpet-cloaking perangkat.

Di sebelah kiri adalah mikrograf elektron scanning dari lensa Lüneburg plasmonic pada film emas. Di sebelah kanan, pencitraan fluoresensi menunjukkan intensitas SPPS disebarkan oleh lensa Lüneburg (lingkaran putus-putus). X menandai posisi peluncuran berkas elektron dan Z adalah arah di mana SPPS merambat.

Bekerja dengan komposit menampilkan dielektrik (non-melakukan) materi pada substrat logam, dan "skala abu-abu" litografi sinar elektron, suatu metode standar dalam industri chip komputer untuk pola 3-D topografi permukaan, para peneliti telah dibuat plasmonic sangat efisien versi Lüneburg dan lensa Eaton. Sebuah lensa memfokuskan cahaya Lüneburg dari segala arah dengan sama baiknya, dan cahaya sebuah tikungan 90 derajat lensa Eaton dari segala arah masuk.

"Tahun lalu, kami menggunakan simulasi komputer untuk menunjukkan bahwa dengan hanya modifikasi moderat bahan dielektrik dalam komposit isotropik dielektrik-logam, itu akan mungkin untuk mencapai transformasi optik hasil praktis," kata Xiang Zhang, yang memimpin penelitian ini. "Teknik kami Grin plasmonics menyediakan cara praktis untuk routing cahaya pada skala yang sangat kecil dan efisien memproduksi perangkat plasmonic fungsional."

Zhang, seorang peneliti utama dengan Divisi Ilmu Material Berkeley Lab dan direktur Nano skala UC Berkeley Sains dan Rekayasa Center (Sinam), adalah penulis yang sesuai dari kertas dalam jurnal Nature Nanotechnology, menggambarkan pekerjaan ini berjudul, "plasmonic Lüneburg dan Eaton Lensa. " Co-authoring kertas itu Thomas Zentgraf, Yongmin Liu, Maiken Mikkelsen dan Jason Valentine.

Grin plasmonics menggabungkan metodologi dari transformasi optik dan plasmonics, dua bidang ilmu pengetahuan baru naik yang bisa merevolusi apa yang kita dapat lakukan dengan cahaya. Di optik transformasi, ruang fisik melalui mana cahaya perjalanan yang menyesatkan untuk mengontrol lintasan cahaya itu, mirip dengan cara di mana ruang luar diselubungi oleh sebuah obyek yang masif di bawah teori relativitas Einstein. Dalam plasmonics, cahaya terbatas dalam dimensi yang lebih kecil dari panjang gelombang foton dalam ruang bebas, sehingga memungkinkan untuk mencocokkan panjang-skala yang berbeda terkait dengan Photonics dan elektronik dalam perangkat nano tunggal.

"Menerapkan transformasi optik untuk plasmonics memungkinkan untuk kontrol tepat gelombang cahaya sangat terbatas dalam konteks dua dimensi optik," kata Zhang. "Teknik kami adalah analog dengan teknik terkenal Grin optik, sedangkan teknik plasmonic sebelumnya diwujudkan dengan penataan diskrit dari permukaan logam dengan komposit logam-dielektrik."

Seperti semua teknologi plasmonic, Grin plasmonics dimulai dengan gelombang permukaan elektronik yang gulungan melalui elektron konduksi pada logam. Sama seperti energi dalam gelombang cahaya dilakukan dalam unit partikel seperti terkuantisasi disebut foton, demikian juga, adalah energi plasmonic dibawa dalam kuasi-partikel yang disebut plasmon. Plasmon akan berinteraksi dengan foton pada antarmuka logam dan dielektrik untuk membentuk partikel lain kuasi-, permukaan plasmon polariton (SPP).

Lensa Lüneburg dan Eaton dibuat oleh Zhang dan rekan-penulis berinteraksi dengan SPPS daripada foton. Untuk membuat lensa ini, para peneliti bekerja dengan dielektrik film tipis (thermplastic disebut PMMA) di atas permukaan emas. Ketika menerapkan skala abu-abu litografi sinar elektron, para peneliti terkena dielektrik film ke sebuah berkas elektron yang bervariasi dalam dosis (biaya per satuan luas) saat bergerak melintasi permukaan film. Hal ini mengakibatkan perbedaan yang sangat terkendali dalam ketebalan film di seluruh panjang dielektrik yang mengubah penyebaran lokal SPPS. Pada gilirannya, "modus indeks," yang menentukan seberapa cepat akan menyebarkan SPPS, diubah sehingga arah SPPS dapat dipengaruhi.

Last Update: 22. October 2011 09:29

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