咧嘴 Plasmonics 技術為尋址光提供實用方式在 Nanoscale 級別

Published on January 25, 2011 at 6:17 AM

他們說它可能執行,并且他們現在執行它。 什麼是更多,他們咧著嘴執行它。

研究員小組有美國能源部的 (DOE)勞倫斯伯克利國家實驗室 (伯克利實驗室) 和加州大學,伯克利,執行了咧嘴的第一實驗演示 - 為梯度索引 - plasmonics、對各種各樣異乎尋常的光學打開這個門,包括在光基礎上的超高速的計算機而不是電子信號,能超強大的光學的顯微鏡解決與可見光的脫氧核糖核酸分子的雜種」地毯掩飾設備的技術和 「看不出。

在左邊是一個 plasmonic Luneburg 透鏡的掃描電子顯微照片在金影片的。 在右邊,熒光想像顯示 Luneburg 透鏡繁殖的 SPPs 的強度 (加點的圈子)。 X 馬克電子束和 Z 的生成的位置是 SPPs 繁殖的方向。

與綜合以在金屬基體的電介質 (不傳導的) 材料為特色和 「灰度的」電子束光刻,在計算機芯片行業的一個標準方法一起使用仿造的三維表面地勢,研究員製造了 Luneburg 和 Eaton 透鏡的非常有效率的 plasmonic 版本。 Luneburg 透鏡同樣好地集中從所有方向的光,并且 Eaton 透鏡彎曲光從所有接踵而來的方向的 90 度。

「過去一年,我們使用計算機模擬顯示出,與各向同性的電介質材料的仅中等修改在電介質金屬綜合的,取得實用的轉換光學結果是可能的」,說 Xiang 張,導致此研究。 「我們的咧嘴 plasmonics 技術為尋址光在非常小規模和導致高效的功能 plasmonic 設備提供一個實用方式」。

張、一個主要調查人有伯克利實驗室的材料學加州大學伯克利分校的納諾縮放比例科學的分部和主任的和工程中心 (SINAM),是一份文件的對應的作者在日記帳本質納米技術裡,描述此工作題為的, 「Plasmonic Luneburg 和 Eaton 透鏡」。 合著本文是托馬斯 Zentgraf, Yongmin 劉, Maiken Mikkelsen 和賈森華倫泰。

咧嘴 plasmonics 結合從轉換光學和 plasmonics,可能改革科學的二個上升的新的域的方法什麼我們能執行與光。 在轉換光學,實際空格點燃旅行翹曲控制光的彈道,相似與外層空間被在愛因斯坦的相對論下的一個大量對象翹曲的方式。 在 plasmonics,光在維數小於光子波長被限制在空位的,使成為可能符合不同的長度縮放比例與 photonics 和電子相關在一個唯一 nanoscale 設備。

「適用轉換光學於 plasmonics 允許嚴格局限的光波準確的控制在二維光學中」,張說。 「我們的技術是類似於著名的咧嘴光學技術,而早先 plasmonic 技術通過分離構建在金屬電介質綜合的金屬表面認識到」。

像所有 plasmonic 技術,咧嘴 plasmonics 從通過傳導電子滾在金屬的電子地表電波開始。 正在一系列的光的能源輸入稱光子的一個使量子化的像微粒的部件,如此,同樣,是 plasmonic 能源輸入了稱胞質基因的類似微粒。 胞質基因與光子將配合在形成另外類似微粒的金屬和電介質的界面,一表面胞質基因 polariton (SPP)。

張和他的共同執筆者製造的 Luneburg 和 Eaton 透鏡與 SPPs 配合而不是光子。 要做這些透鏡,研究員與一部稀薄的電介質影片 (thermplastic 叫的 PMMA) 一起使用在金表面頂部。 當適用灰度的電子束光刻時,研究員顯示了電介質影片 在劑量的電子束 (充電變化每個單位區間),它在影片的表面間移動了。 這導致高度在膠片厚度上的受控區別在修改 SPPs 的局部傳送電介質間的長度。 反過來,確定的 「模式索引」, SPPs 多快將繁殖,被修改,以便可以影響 SPPs 的方向。

「通過绝熱剪裁電介質層的拓撲在金屬表面附近的,我們能不斷地修改 SPPs 模式索引」, Zentgraf 說。 「結果,我們可以操作 SPPs 流與一個更加了不起的自由程度的在二維光學中」。

劉說, 「與純粹地電介質材料一起使用變換 SPPs 的仅的實際性是咧嘴 plasmonics 的一個大賣點。 控制金屬物理屬性在毫微米長度縮放比例的,是電磁波的有效膚深聯合延伸在金屬表面下的 SPPs,是現有的極小製作技術管不著」。

添加 Zentgraf, 「我們的途徑有潛在達到與與有效的 plasmonics 是完全兼容的標準製造技術的低損耗功能 plasmonic 要素」。

在本質納米技術文件,研究員說在 plasmonic 設備的無效用由於通過分散丟失的 SPPs 可能減少的更加進一步通過合併多種 SPP 收益材料,例如熒光染料分子,直接地到電介質。 這,他們說,導致為光學和 plasmonic 設備是高期望的一個增加的傳送距離。 它應該也啟用二維 plasmonic 要素的認識在 Luneburg 和 Eaton 透鏡之外的。

Mikkelsen 說, 「咧嘴 plasmonics 能立即適用於多種 plasmonic 要素的設計和生產,例如波導和光束分束器,改進集成 plasmonics 性能。 目前我們在更加複雜,更加變形的 plasmonic 設備從事,例如 plasmonic 準直儀、唯一 plasmonic 要素與多個功能和 plasmonic 透鏡有改進的性能的」。

來源: http://www.lbl.gov/

Last Update: 26. January 2012 14:04

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