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La Tecnica di Plasmonics di SORRISO Fornisce il Senso Pratico per Instradare l'Indicatore Luminoso al Livello di Nanoscale

Published on January 25, 2011 at 6:17 AM

Hanno detto che potrebbe essere fatta ed ora la hanno fatta. Che Cosa è più, lo hanno fatto con un SORRISO.

Un gruppo dei ricercatori con il Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti (DOE) il Laboratorio Nazionale del Lawrence Berkeley (Laboratorio di Berkeley) e l'Università di California, Berkeley, ha effettuato la prima dimostrazione sperimentale del SORRISO - per l'indice analitico di gradiente - plasmonics, una tecnologia ibrida che apre la porta a una vasta gamma di ottica instabile, compreso i computer ultrarapidi basati su indicatore luminoso piuttosto che i segnali elettronici, microscopi ottici ultra-potenti capaci di risolvere le molecole del DNA con indicatore luminoso visibile e “invisibilità„ chemaschera le unità.

A Sinistra è un microscopio elettronico a scansione di una lente plasmonic di Luneburg su una pellicola dell'oro. A Destra, la rappresentazione della fluorescenza mostra l'intensità dello SPPS propagato dalla lente di Luneburg (cerchio punteggiato). I segni X la posizione di lancio del fascio di elettroni e della Z è la direzione in cui la propagazione di SPPS.

Lavorando con i compositi che caratterizzano un materiale (coibente) dielettrico su un substrato del metallo e la litografia “a fondo grigio„ del fascio di elettroni, un metodo standard nell'industria del chip di computer per il modello delle topografie di superficie 3-D, i ricercatori da costruzione le versioni plasmonic altamente efficienti delle lenti di Eaton e di Luneburg. Una lente di Luneburg mette a fuoco l'indicatore luminoso da tutte le direzioni altrettanto bene e una lente di Eaton piega l'indicatore luminoso 90 gradi da tutte le direzioni ricevute.

“Questo anno scorso, abbiamo usato le simulazioni su elaboratore per dimostrare quello con soltanto le modifiche moderate di un materiale dielettrico isotropo in un composito del dielettrico-metallo, sarebbe possibile raggiungere i risultati pratici dell'ottica di trasformazione,„ dice Xiang Zhang, che piombo questa ricerca. “La Nostra tecnica di plasmonics di SORRISO fornisce un senso pratico per instradare l'indicatore luminoso molto alle piccole scale e la produzione delle unità plasmonic funzionali efficienti.„

Zhang, un ricercatore principale con Divisione di Scienze dei Materiali del Laboratorio di Berkeley e Direttore di Scienza del Nano-Disgaggio di Uc Berkeley ed il Centro di Assistenza Tecnica (SINAM), è l'autore corrispondente di un documento in Nanotecnologia della Natura del giornale, descrivente questo lavoro nominato, “Plasmonic Luneburg e le Lenti di Eaton.„ Co-Creando il documento erano Thomas Zentgraf, Yongmin Liu, Maiken Mikkelsen e Biglietto di S. Valentino di Jason.

GHIGNI le metodologie delle associazioni di plasmonics dalle ottica di trasformazione e dal plasmonics, due nuovi campi aumentanti di scienza che potrebbero rivoluzionare che cosa possiamo fare con indicatore luminoso. Nell'ottica di trasformazione, lo spazio fisico con cui accende i viaggi è deformato per gestire la traiettoria dell'indicatore luminoso, simile al modo in cui lo spazio cosmico è deformato da un oggetto massiccio nell'ambito della teoria della relatività di Einstein. In plasmonics, l'indicatore luminoso è limitato nelle dimensioni più piccole della lunghezza d'onda dei fotoni nello spazio libero, permettente di abbinare i lunghezza-disgaggi differenti connessi con la fotonica e l'elettronica in una singola unità del nanoscale.

“Applicare l'ottica di trasformazione al plasmonics tiene conto controllo preciso delle onde leggere forte limitate nel contesto delle ottica bidimensionali,„ Zhang dice. “La Nostra tecnica è analoga alla tecnica ben nota dell'ottica di SORRISO, mentre le tecniche plasmonic precedenti sono state realizzate dalla struttura discreta della superficie di metallo in un composito del metallo-dielettrico.„

Come tutte le tecnologie plasmonic, il plasmonics di SORRISO comincia con un'onda di superficie elettronica che lamina attraverso gli elettroni della conduzione su un metallo. Appena mentre l'energia a un'ondata di indicatore luminoso è portata dentro un'unità del tipo di particella quantificata chiamata un fotone, così, anche, è l'energia plasmonic ha portato dentro una quasi particella chiamata un plasmon. I Plasmon interagiranno con i fotoni all'interfaccia di un metallo e di un dielettrico per formare ancora un altra quasi particella, un polariton di superficie del plasmon (SPP).

Le lenti di Eaton e di Luneburg da costruzione da Zhang e dai suoi co-author hanno interagito con SPPS piuttosto che i fotoni. Per fare queste lenti, i ricercatori hanno lavorato con una pellicola dielettrica sottile (un PMMA chiamato thermplastic) sopra una superficie dell'oro. Nell'applicare la litografia a fondo grigio del fascio di elettroni, i ricercatori hanno esposto la pellicola dielettrica ad un fascio di elettroni che è stato variato nel dosaggio (tassa per unità di superficie) come si è mossa attraverso la superficie della pellicola. Ciò ha provocato le differenze altamente controllate di spessore della pellicola attraverso la lunghezza del dielettrico che ha alterato la propagazione locale di SPPS. A sua volta, “l'indice analitico del modo,„ che determina quanto velocemente lo SPPS si propagherà, è alterato in moda da potere influenzare la direzione dello SPPS.

“Adiabatico adattando la topologia del livello dielettrico adiacente alla superficie di metallo, possiamo modificare continuamente l'indice analitico del modo di SPPS,„ dice Zentgraf. “Di conseguenza, possiamo manipolare il flusso di SPPS con un maggior grado di libertà nel contesto dell'ottica bidimensionale.„

Dice Liu, “La praticità di lavoro soltanto con il materiale puramente dielettrico per trasformare lo SPPS è un grande punto di vendita per il plasmonics di SORRISO. Gestendo le proprietà fisiche dei metalli sul lunghezza-disgaggio di nanometro, che è la profondità di infiltrazione delle onde elettromagnetiche si è associato con SPPS che estende sotto le superfici di metallo, è fuori portata delle tecniche esistenti di nanofabbricazione.„

Aggiunge Zentgraf, “il Nostro approccio ha il potenziale di raggiungere gli elementi plasmonic funzionali con poche perdite con una tecnologia standard di montaggio che è completamente - compatibile con il plasmonics attivo.„

Nel documento di Nanotecnologia della Natura, i ricercatori dicono che le inefficienze in unità plasmonic dovuto SPPS perso con lo scattering potrebbero essere ancora ulteriore diminuito comprendendo i vari materiali di guadagno delle SPECI, quali le molecole di tintura fluorescente, direttamente nel dielettrico. Ciò, dicono, piombo ad una distanza aumentata della propagazione che altamente è desiderata per le unità ottiche e plasmonic. Dovrebbe anche permettere alla realizzazione degli elementi plasmonic bidimensionali oltre le lenti di Eaton e di Luneburg.

Dice Mikkelsen, “plasmonics di SORRISO può immediatamente applicarsi alla progettazione ed alla produzione di vari elementi plasmonic, quali le guide d'onda ed i beam splitter, per migliorare la prestazione del plasmonics integrato. Corrente stiamo lavorando alle unità plasmonic più complesse e più trasformazionali, quali i collimatori plasmonic, i singoli elementi plasmonic con le funzioni multiple e le lenti plasmonic con la prestazione migliorata.„

Sorgente: http://www.lbl.gov/

Last Update: 11. January 2012 10:53

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