にやにや笑いの Plasmonics の技術は Nanoscale のレベルでライトの経路を指定するために実用的な方法を提供します

Published on January 25, 2011 at 6:17 AM

彼らはそれがすることができ、今それをしてしまったことを言いました。 多くはである何、にやにや笑いとのそれをしました。

ローレンスバークレーの国立研究所 (バークレーの実験室) (DOE) および、バークレーカリフォルニア大学米国エネルギー省の研究者のチームは、にやにや笑いの最初の実験デモンストレーションを - 勾配指標のために - plasmonics、電気信号よりもむしろライトに、可視ライトが付いている DNA の分子を解決することできる超強力な光学顕微鏡基づいて開く超高速のコンピュータを含むエキゾチックな光学の広い範囲にドアを、および装置をカーペット覆う 「不可視性」遂行しましたハイブリッド技術。

左で金のフィルムの Luneburg plasmonic レンズのスキャンの電子顕微鏡写真はあります。 権利で、蛍光性イメージ投射は Luneburg レンズ (点を打たれた円) によって伝播する SPPs の強度を示します。 X マークは電子ビームおよび Z の進水の位置 SPPs プロパゲート方向です。

3D 表面の地形を模造するためのコンピュータ・チップ工業の標準的な方法金属の基板の誘電性の (非電導) 材料を、および 「グレースケールの」電子ビームリソグラフィ特色にする、合成物を使用して、研究者は Luneburg および Eaton レンズの非常に能率的な plasmonic バージョンを製造しました。 Luneburg レンズはすべての方向からのライトを同様にうまく集中し、 Eaton レンズはライトをすべての入力方向からの 90 度曲げます。

「過去一年で、私達は誘電体金属の合成物の等方性誘電材料の適当な修正だけとことを示すのに計算機シミュレーションを、実用的な変形の光学結果を達成することは可能です」言いますこの研究を導いた Xiang チャンを使用しました。 「私達のにやにや笑いの plasmonics の技術非常に小規模でライトの経路を指定し、効率的な機能 plasmonic 装置を作り出すために提供します実用的な方法を」。は

バークレーの実験室のカリフォルニア州立大学バークレー校の Nano スケール科学の物質科学部そしてディレクターを持つチャン、主任調査官および工学中心 (SINAM) は、ですタイトルを付けられるこの作業 「Plasmonic Luneburg および Eaton レンズを記述しているジャーナル性質のナノテクノロジーのペーパーの対応する著者は」。 ペーパーを共著してトマス Zentgraf、 Yongmin 劉、 Maiken Mikkelsen およびジェイソンのバレンタインでした。

にやにや笑いの plasmonics は変形の光学および plasmonics の私達がライトとされるものを革命化することができる科学の 2 つの上昇の新しいフィールドからの方法を結合します。 物理的な空間が旅行をつける変形の光学では、太陽系外空間が Einstein の相対性理論の下の大きい目的によって歪む方法と同じようなライトの弾道を制御するために歪められます。 plasmonics では、ライトは単一の nanoscale 装置の photonics そして電子工学と関連付けられる異なった長さスケールに一致させることを可能にする自由空間の光子の波長より小さい次元で制限されます。

「plasmonics に変形の光学を適用することは二次元の光学という点において強く限られた光波の精密な制御を可能にします」とチャンは言います。 「前の plasmonic 技術が金属誘電体の合成物の金属表面の離散構成によって」。は実現された一方、私達の技術有名なにやにや笑いの光学技術に類似しています

すべての plasmonic 技術のように、にやにや笑いの plasmonics は金属で伝導の電子を通って転送する電子地表波から開始します。 ライトの波のエネルギーが光子と、そう呼出される、量子化された粒子そっくりの単位余りに送られるように、 plasmonic エネルギーは送りましたプラズモンと呼出される疑似粒子をあります。 プラズモンは更に別の疑似粒子、表面のプラズモンの polariton を形作る金属および誘電体のインターフェイスで光子と相互に作用しています (SPP)。

チャンおよび彼の共著者が製造した Luneburg および Eaton レンズは光子よりもむしろ SPPs と相互に作用していました。 これらのレンズを作るためには、研究者は薄い誘電性のフィルム (thermplastic 呼出された PMMA) を金の表面の上に使用しました。 グレースケールの電子ビームリソグラフィを適用するとき、研究者は適量 (単位面積ごとの料金) で変わった電子ビーム -- にフィルムの表面を渡って移動したように誘電性のフィルムをさらしました。 これは SPPs のローカル伝搬を変えた誘電体の長さを渡るフィルム厚さの非常に制御された相違で起因しました。 次に、どれだけ速く SPPs が定める 「モード指標は伝播するか」、 SPPs の方向が影響を及ぼすことができるように変わります。

「断熱的に金属表面に隣接する誘電性の層の位層幾何学を合わせることによって、私達は絶えず SPPs のモード指標を修正できます」 Zentgraf を言います。 「その結果、私達は二次元の光学という点においてすばらしい自由度の SPPs の流れを処理してもいいです」。

劉を言います、 「SPPs を変形させるをだけ全く使用の実用性は誘電材料にやにや笑いの plasmonics のための大きいセリング・ポイントです。 電磁波の浸透深さであるナノメーターの長さスケールの金属の物理的性質を制御して、関連付けました金属表面の下で伸びる SPPs とあります既存の nanofabrication の技術の範囲を越えて」。

Zentgraf を、 「私達のアプローチ持っています実行中の plasmonics と完全に対応する」。標準製造の技術の低損失の機能 plasmonic 要素を達成する潜在性を追加します

性質のナノテクノロジーのペーパーでは、研究者はによってさまざまな SPP の利得材料を、蛍光染料の分子のような組み込むこと、直接分散によって失われた SPPs に誘電体ことをによる plasmonic 装置の非能率が減らされたそれ以上行うことができると言います。 これは光学および plasmonic 装置のために大変望ましい増加された伝搬の間隔の、彼らは言いましたり、原因となります。 それはまた Luneburg および Eaton レンズを越える二次元の plasmonic 要素の認識を可能にするべきです。

Mikkelsen を、 「にやにや笑いの plasmonics すぐにさまざまな plasmonic 要素のデザインそして生産に、導波管およびビームスプリッターのような統合された plasmonics のパフォーマンスを改善するために適用することができます言います。 現在私達は多重機能の plasmonic コリメーター、単一の plasmonic 要素、および高められたパフォーマンスの plasmonic レンズのようなより複雑な、変形 plasmonic 装置に取り組んでいます」。

ソース: http://www.lbl.gov/

Last Update: 11. January 2012 10:55

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