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咧嘴 Plasmonics 技术为寻址光提供实用方式在 Nanoscale 级别

Published on January 25, 2011 at 6:17 AM

他们说它可能执行,并且他们现在执行它。 什么是更多,他们咧着嘴执行它。

研究员小组有美国能源部的 (DOE)劳伦斯伯克利国家实验室 (伯克利实验室) 和加州大学,伯克利,执行了咧嘴的第一实验演示 - 为梯度索引 - plasmonics、对各种各样异乎寻常的光学打开这个门,包括在光基础上的超高速的计算机而不是电子信号,能超强大的光学的显微镜解决与可见光的脱氧核糖核酸分子的杂种”地毯掩饰设备的技术和 “看不出。

在左边是一个 plasmonic Luneburg 透镜的扫描电子显微照片在金影片的。 在右边,荧光想象显示 Luneburg 透镜繁殖的 SPPs 的强度 (加点的圈子)。 X 马克电子束和 Z 的生成的位置是 SPPs 繁殖的方向。

与综合以在金属基体的电介质 (不传导的) 材料为特色和 “灰度的”电子束光刻,在计算机芯片行业的一个标准方法一起使用仿造的三维表面地势,研究员制造了 Luneburg 和 Eaton 透镜的非常有效率的 plasmonic 版本。 Luneburg 透镜同样好地集中从所有方向的光,并且 Eaton 透镜弯曲光从所有接踵而来的方向的 90 度。

“过去一年,我们使用计算机模拟显示出,与各向同性的电介质材料的仅中等修改在电介质金属综合的,取得实用的转换光学结果是可能的”,说 Xiang 张,导致此研究。 “我们的咧嘴 plasmonics 技术为寻址光在非常小规模和导致高效的功能 plasmonic 设备提供一个实用方式”。

张、一个主要调查人有伯克利实验室的材料学加州大学伯克利分校的纳诺缩放比例科学的分部和主任的和工程中心 (SINAM),是一份文件的对应的作者在日记帐本质纳米技术里,描述此工作题为的, “Plasmonic Luneburg 和 Eaton 透镜”。 合著本文是托马斯 Zentgraf, Yongmin 刘, Maiken Mikkelsen 和贾森华伦泰。

咧嘴 plasmonics 结合从转换光学和 plasmonics,可能改革科学的二个上升的新的域的方法什么我们能执行与光。 在转换光学,实际空格点燃旅行翘曲控制光的弹道,相似与外层空间被在爱因斯坦的相对论下的一个大量对象翘曲的方式。 在 plasmonics,光在维数小于光子波长被限制在空位的,使成为可能符合不同的长度缩放比例与 photonics 和电子相关在一个唯一 nanoscale 设备。

“适用转换光学于 plasmonics 允许严格局限的光波准确的控制在二维光学中”,张说。 “我们的技术是类似于著名的咧嘴光学技术,而早先 plasmonic 技术通过分离构建在金属电介质综合的金属表面认识到”。

象所有 plasmonic 技术,咧嘴 plasmonics 从通过传导电子滚在金属的电子地表电波开始。 正在一系列的光的能源输入称光子的一个使量子化的象微粒的部件,如此,同样,是 plasmonic 能源输入了称胞质基因的类似微粒。 胞质基因与光子将配合在形成另外类似微粒的金属和电介质的界面,一表面胞质基因 polariton (SPP)。

张和他的共同执笔者制造的 Luneburg 和 Eaton 透镜与 SPPs 配合而不是光子。 要做这些透镜,研究员与一部稀薄的电介质影片 (thermplastic 叫的 PMMA) 一起使用在金表面顶部。 当适用灰度的电子束光刻时,研究员显示了电介质影片 在剂量的电子束 (充电变化每个单位区间),它在影片的表面间移动了。 这导致高度在胶片厚度上的受控区别在修改 SPPs 的局部传送电介质间的长度。 反过来,确定的 “模式索引”, SPPs 多快将繁殖,被修改,以便可以影响 SPPs 的方向。

“通过绝热剪裁电介质层的拓扑在金属表面附近的,我们能不断地修改 SPPs 模式索引”, Zentgraf 说。 “结果,我们可以操作 SPPs 流与一个更加了不起的自由程度的在二维光学中”。

刘说, “与纯粹地电介质材料一起使用变换 SPPs 的仅的实际性是咧嘴 plasmonics 的一个大卖点。 控制金属物理属性在毫微米长度缩放比例的,是电磁波的有效肤深联合延伸在金属表面下的 SPPs,是现有的极小制作技术管不着”。

添加 Zentgraf, “我们的途径有潜在达到与与有效的 plasmonics 是完全兼容的标准制造技术的低损耗功能 plasmonic 要素”。

在本质纳米技术文件,研究员说在 plasmonic 设备的无效用由于通过分散丢失的 SPPs 可能减少的更加进一步通过合并多种 SPP 收益材料,例如荧光染料分子,直接地到电介质。 这,他们说,导致为光学和 plasmonic 设备是高期望的一个增加的传送距离。 它应该也启用二维 plasmonic 要素的认识在 Luneburg 和 Eaton 透镜之外的。

Mikkelsen 说, “咧嘴 plasmonics 能立即适用于多种 plasmonic 要素的设计和生产,例如波导和光束分束器,改进集成 plasmonics 性能。 目前我们在更加复杂,更加变形的 plasmonic 设备从事,例如 plasmonic 准直仪、唯一 plasmonic 要素与多个功能和 plasmonic 透镜有改进的性能的”。

来源: http://www.lbl.gov/

Last Update: 11. January 2012 10:44

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