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Toolkit Del web di Rappresentazione Per Studiare i Campi di Plasmonic in Unità di Nanoscale

Published on February 5, 2011 at 6:00 AM

In unità plasmonic tipiche, le onde elettromagnetiche ammucchiano nelle costruzioni metalliche minuscole, concentranti l'energia nelle dimensioni del nanoscale.

dovuto l'accoppiamento dell'elettronica e della fotonica in questi metal i nanostructures, le unità plasmonic potrebbero essere sfruttate per la trasmissione dei dati ad alta velocità o le schiere ultraveloci del rivelatore. Tuttavia, studiare i campi plasmonic in unità del nanoscale presenta un blocco stradale reale per gli scienziati, poichè esaminare queste strutture inerentemente altera il loro comportamento.

Dalla fluorescenza della rappresentazione da oro all'interno di un'unità plasmonic a forma di cravatta a farfalla, i ricercatori del Laboratorio di Berkeley hanno spigolato la posizione dei modi plasmonic appena alcuni nanometri a parte.

“Se usate un laser o una lampadina, la lunghezza d'onda di indicatore luminoso è ancora troppo grande per studiare i campi plasmonic in nanostructures. Che Cosa è più, la maggior parte dei strumenti utilizzati per studiare i campi plasmonic altereranno il comportamento che di distribuzione- del campo molto speriamo di capire,„ dice JIM Schuck, uno scienziato del personale con il Laboratorio Nazionale di Lawrence Berkeley (Laboratorio di Berkeley) che lavora nella Rappresentazione e nella Manipolazione della Funzione di Nanostructures alla Fonderia Molecolare.

La microscopia Leggera svolge un ruolo fondamentale nel repertorio di uno scienziato: la tecnica è di facile impiego e non infligge il danneggiamento di un circuito elettronico con attenzione perfezionamento o di un esemplare biologico delicato. Tuttavia, un oggetto tipico del nanoscale del interesse-tale mentre un filo di DNA o di un quantum punto-è bene sotto la lunghezza d'onda di indicatore luminoso visibile nella dimensione, che significa la capacità di distinguere un tale oggetto da un altro quando sono appropriatamente orientate è perso. Gli Scienziati ora stanno sfidando questo limite facendo uso tecniche della localizzazione del `', che contano il numero dei fotoni che derivano da un oggetto per contribuire a determinare la sua posizione.

Nel lavoro precedente, in Schuck ed in colleghi alla Fonderia Molecolare, un Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti i Centri (DOE) di Ricerca di Scienza di Nanoscale, Le unità plasmonic a forma di cravatta a farfalla costruite hanno progettato per catturare, filtrare e dirigere l'indicatore luminoso al nanoscale. Questi unità del visore inclinato per diapositive di nano-colore hanno servito da antenne mettere a fuoco ed ordinare l'indicatore luminoso negli spazi minuscoli ad un insieme desiderato dei colori o energia-cruciale per i filtri ed altri rivelatori.

In questo ultimo avanzamento, Schuck ed il suo gruppo del Laboratorio di Berkeley hanno usato il loro concetto innovatore della rappresentazione per prevedere i campi plasmonic da queste unità con risoluzione del nanoscale. Dalla fluorescenza della rappresentazione da oro all'interno della cravatta a farfalla e dell'elevazione del numero dei fotoni raccolti dalle loro unità di cravatta a farfalla, il gruppo poteva spigolare la posizione delle modo-oscillazioni plasmonic della tassa che provocano la risonanza-appena ottica alcuni nanometri a parte.

“Ci siamo domandati se c'era un modo utilizzare l'indicatore luminoso già presente in nostro cravatta a farfalla-localizzato fotone-alla sonda questi campi e servire da reporter,„ diciamo Schuck. “La Nostra tecnica è egualmente sensibile alle imperfezioni nel sistema, quali i difetti o gli effetti di dimensione strutturali minuscoli, suggerenti noi potrebbe usare questa tecnica per misurare la prestazione delle unità plasmonic in entrambe le impostazioni di ricerca e sviluppo.„

In parallelo con i risultati sperimentali di Schuck, Jeff Neaton, Direttore Teoria di s della Fonderia Molecolare ' della Funzione dei Materiali di Nanostructured ed Alex McLeod, uno studente universitario che lavora alla Fonderia, ha sviluppato un toolkit del web, destinato per calcolare le immagini delle unità plasmonic con software libero sviluppato a Massachusetts Institute of Technology. Per questo studio, i ricercatori hanno simulato la regolazione della struttura di doppia antenna di cravatta a farfalla da alcuni nanometri per studiare come cambiare la dimensione e la simmetria di un'antenna plasmonic pregiudica i sui beni ottici.

“Spostando la loro struttura appena da alcuni nanometri, possiamo mettere a fuoco l'indicatore luminoso alle posizioni differenti dentro la cravatta a farfalla con la certezza notevole e prevedibilità,„ ha detto McLeod. “Questo lavoro dimostra che queste antenne ottiche del nanoscale risuonano con indicatore luminoso appena mentre le nostre simulazioni predicono.„

Utile per i ricercatori che studiano le strutture plasmonic e fotoniche, questo toolkit sarà disponibile per il download su nanoHUB, una risorsa di calcolo per il nanoscience e la tecnologia creata attraverso la Rete del National Science Foundation per Nanotecnologia Di Calcolo.

“Questo lavoro realmente esemplifica molto il meglio di cui la Fonderia Molecolare è circa,„ ha detto Neaton, che è Vice Direttore anche Agente di Divisione di Scienze dei Materiali del Laboratorio di Berkeley. “Funzione-Rappresentazione separata della Fonderia Tre, Nanofabbricazione e Teoria-Collaborato su un avanzamento significativo nella nostri comprensione di come l'indicatore luminoso visibile può essere localizzato, manipolato ed imaged al nanoscale.„

Una segnalazione di carta questa ricerca nominata, “visualizzazione Non Perturbativa delle distribuzioni plasmonic del campo del nanoscale via microscopia della localizzazione del fotone,„ sembra nelle Lettere Fisiche di Esame ed è a disposizione dei sottoscrittori online. Co-Creando il documento con Schuck, McLeod e Neaton erano Alexander Weber-Bargioni, Zhaoyu Zhang, Scott Dhuey, Bruce Harteneck e Stefano Cabrini.

Le Parti di questa lavoro alla Fonderia Molecolare sono state supportate dall'Ufficio della DAINA di Scienza. Il Contributo a questo lavoro egualmente è stato fornito dal National Science Foundation attraverso la Rete per Nanotecnologia Di Calcolo.

La Fonderia Molecolare è uno dei cinque Centri di Ricerca di Scienza di Nanoscale della DAINA (NSRCs), impianti nazionali dell'utente per la ricerca interdisciplinare al nanoscale, di supporto dall'Ufficio della DAINA di Scienza. Il NSRCs comprende Insieme una serie gli impianti complementari che forniscono ai ricercatori le capacità avanzate per da costruzione, elaborare, caratterizzare ed i materiali di modello del nanoscale e costituire il più grande investimento dell'infrastruttura dell'Iniziativa Nazionale di Nanotecnologia. Il NSRCs è situato al Argonne della DAINA, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge e Sandia e Laboratori Nazionali di Los Alamos.

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

Last Update: 11. January 2012 10:53

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