웃지 Plasmonics 기술은 Nanoscale 수준에서 라우팅 라이트위한 실질적인 방법을 제공합니다

Published on January 25, 2011 at 6:17 AM

그들은 그것이 할 수있는 지금 그들은 그것을 한 적이있다. 게다가, 그들은 미소를 지닌 해냈다.

기울기 색인 - - 에너지의 미국학과 (DOE)의 로렌스 버클리 국립 연구소 (버클리 연구소)와 캘리포니아 버클리 대학과 연구원의 팀은 미소의 첫번째 실험 데모를 실시해야 plasmonics, 하이브리드 기술을 그 대신 전자 신호 가시 광선과 함께 DNA의 분자를 해결할 수 울트라 강력한 광학 현미경, 그리고 "보이지"카펫 은폐 장치보다 조명에 따라 superfast 컴퓨터를 포함하여 이국적인 광학의 다양한 문을 엽니다.

왼쪽 골드 필름 plasmonic Luneburg 렌즈의 스캐닝 전자 현미경입니다. 오른쪽에 형광 이미징은 SPPs의 강도는 Luneburg 렌즈 (점선 동그라미)에 의해 전파 보여줍니다. X는 전자빔의 시작 위치를 마크와 Z는 SPPs가 전파되는 방향입니다.

유전체 (비 지휘) 금속 기판에 소재하고, "회색 규모의 '전자 빔 리소그래피, patterning 3 - D 표면 topographies의 컴퓨터 칩 업계의 표준 방법을 제공하는 복합 작업, 연구자들은 고효율 plasmonic를 조작했습니다 Luneburg와 이튼 렌즈 버전. Luneburg 렌즈 동일하게 모든 방향에서 빛을 초점, 모든 들어오는 방향에서 이튼 렌즈 숨어 빛을 90도.

"이 지난 올해 우리는 유전체 - 금속 복합의 등방성 유전체 재료만을 중간 수정, 그것이 실질적인 변환 광학 결과를 달성하는 것이 가능 한가하는 것입 것을 입증하는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용"이 연구를 주도 시앙 장은 말합니다. "우리 웃지 plasmonics 기술은 매우 작은 비늘에 조명을 라우팅하고 효율적인 기능 plasmonic 장치를 생산을위한 실질적인 방법을 제공합니다."

장, 버클리 연구소의 재료 과학 사업부와 UC 버클리의 나노 스케일 과학 및 공학 센터 (SINAM)의 이사와 주요 수사관이 작품 제목 "Plasmonic Luneburg와 이튼 설명, 업무 일지 자연 나노기술에 종이의 해당 저자 렌즈. " 공동 저작 신문 토마스 Zentgraf, Yongmin 리우, Maiken Mikkelsen와 제이슨 발렌타인했다.

미소의 plasmonics는 변환 광학과 plasmonics, 우리는 빛이 함께 할 수있는 것을 혁신 수있는 과학의 두 상승을 새로운 분야의 방법론을 결합합니다. 변환 광학에서 빛이 여행하는을 통해 물리적 공간은 우주가 아인슈타인의 상대성 이론에 따라 거대한 물체에 의해 뒤틀린되는 방식과 유사한 빛을의 궤도를 제어하는​​ 뒤틀린입니다. plasmonics에 빛이 그것이 가능한 다른 길이 - 비늘 단일 nanoscale 장치에서 photonics 및 전자와 관련된 일치하도록하고, 여유 공간에서 광자의 파장보다 작은 크기에 갇혀있다.

"plasmonics로 변환 광학을 적용하면 2 차원 광학의 맥락에서 강력하게 제한된 광파의 정밀 제어를위한 수 있습니다,"장은 말합니다. "이전 plasmonic 기술은 금속 - 유전체 조성물에서 금속 표면의 불연속 구조에 의해 실현되었다 반면에 우리의 기술은, 잘 알려진 미소 광학 기술로 유사한입니다."

모든 plasmonic 기술과 마찬가지로, 미소 plasmonics는 금속에서 전도 전자를 통해 롤 전자 표면 파도와 함께 시작합니다. 빛의 파도에 에너지 quantized 입자와 같은 장치 광자이라는 수행됩니다 것처럼, 그래서도 유사 입자 plasmon이라는 실시 plasmonic 에너지입니다. Plasmons는 또 다른 유사 입자, 표면 plasmon polariton (SPP)을 형성하는 금속과 유전체의 인터페이스에서 광자와 상호 작용합니다.

장 그의 공동 저자에 의해 조작된 Luneburg와 이튼 렌즈 오히려 광자보다 SPPs와 교류. 이 렌즈를 만들기 위해 연구자들은 금 표면 위에 얇은 유전체 필름 (PMMA라는 thermplastic)로 일했습니다. 그레이 스케일 전자빔 리소그래피를 적용하면, 연구자는 영화의 표면을 가로질러 이동으로 복용량 (단위 면적 당 요금)에 다양한되었습니다 전자빔에 유전체 필름을 노출. 이것은 SPPs의 지역 전파를 변경 유전체의 길이에 걸쳐 필름 두께에 차이가 철저히 통제되고 결과. 차례로, SPPs이 전파 얼마나 빨리 결정 "모드 색인은"SPPs의 방향이 영향을받을 수 있도록 변경됩니다.

"adiabatically 금속 표면에 인접한 유전체 레이어의 토​​폴로지를 조정하면, 우리는 지속적으로 SPPs의 모드 지수를 수정할 수있다"Zentgraf는 말합니다. "따라서, 우리는 2 차원 광학의 맥락에서 자유의 큰 정도로 SPPs의 흐름을 조작할 수 있습니다."

리우를 말합니다, "SPPs를 변환하기 위해서 순전히 유전체 재료에서만 작업의 실용성은 미소를 plasmonics에 대한 큰 판매 포인트이다. SPPs과 관련된 전자파의 침투 깊이있는 나노미터 길이 규모에 금속의 물리적 특성 제어 , 금속 표면 아래에 연장하면 기존 nanofabrication 기술의 범위를 벗어납니다. "

Zentgraf는 "우리의 접근 방식이 활성 plasmonics과 완벽하게 호환되는 표준 제조 기술과 낮은 손실 기능 plasmonic 요소를 달성할 수있는 가능성이 있습니다."추가

자연 나노 종이에서, 연구자들은 산란을 통해 손실 SPPs으로 인해 plasmonic 장치의 비효율이 직접 유전체에 같은 형광 염료 분자 등 다양한 SPP 이득 자료, 통합하여 더욱 줄일 수 있다고 말한다. 이것은 그들이 말하는, 높은 광학과 plasmonic 장치에 원하는 수 있습니다 증가 전파 거리로 이어질 것입니다. 또한 Luneburg와 이튼 렌즈 이상 2 차원 plasmonic 요소의 실현을 활성화해야합니다.

Mikkelsen는 웃지를 plasmonics 즉시 통합 plasmonics의 성능을 향상시키기 위해 이러한 waveguides과 빔 스플리터 등 다양한 plasmonic 요소의 설계 및 제작에 적용할 수 있습니다 "라고. 현재 우리가 같은 plasmonic과 같은 좀 더 복잡한, 변형적 plasmonic 장치에 노력하고 있습니다 collimators, 여러 기능, 향상된 성능과 plasmonic 렌즈 하나 plasmonic 요소. "

출처 : http://www.lbl.gov/

Last Update: 7. October 2011 16:02

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