Nanoscale 装置の Plasmonic フィールドを調査する WEBベースイメージ投射ツールキット

Published on February 5, 2011 at 6:00 AM

典型的な plasmonic 装置では、電磁波は nanoscale 次元にエネルギーを集中する小さい金属の構造に混雑します。

これらの金属の nanostructures の電子工学そして photonics の連結が原因で、 plasmonic 装置は高速データ伝送か超高速の探知器のアレイのために利用できます。 ただし、 nanoscale 装置の plasmonic フィールドを調査することはこれらの構造を検査することが本来動作を変えるので、科学者のための実質の障害物を示します。

bowtie 型の plasmonic 装置内の金からのイメージ投射蛍光性によって、バークレーの実験室の研究者は少数のナノメーター plasmonic モードの位置をちょうど離れて拾いました。

「レーザーか電球を使用するかどうか、ライトの波長はまだ nanostructures の plasmonic フィールドを調査するには余りにも大きいです。 多くはである何、 plasmonic フィールドを調査するのに使用されたほとんどのツールが私達が理解することを望むフィールド分布の動作を非常に変えます」ジム Schuck、分子鋳物場で Nanostructures 機能のイメージ投射そして処理ではたらく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) を持つスタッフの科学者を言います。

光学顕微鏡検査は科学者のレパートリーの基本的な役割を担います: 技術は使いやすく、注意深く制作された電子回路または敏感な生物的標本への損傷を加えません。 ただし DNA または量の繊維が密接に間隔をあけられるとき別のものと 1 つのそのような目的を区別する機能を意味する可視ライトの波長よりずっと低く点あると同時に、興味そのようなの典型的な nanoscale の目的は、失われます。 科学者は位置を定めるのを助けるために目的から出る光子の番号を数える ` のローカリゼーションのを使用して今この限界に」技術挑戦しています。

分子鋳物場、 Nanoscale 科学の研究所米国エネルギー省の前の仕事、 (DOE) Schuck および同僚では、設計された bowtie 型の plasmonic 装置は nanoscale でライトを捕獲し、フィルタに掛け、操縦するように設計しました。 これらはアンテナとして nano カラー選別機装置望ましい一組のカラーに小さいスペースのライトを集中し、ソートするのにまたはフィルターおよび他の探知器のためにエネルギー重大役立ちました。

この最新の前進では、 Schuck および彼のバークレーの実験室のチームは nanoscale の解像度のこれらの装置からの plasmonic フィールドを視覚化するのに革新的なイメージ投射概念を使用しました。 bowtie および bowtie 装置から集められた光子の番号を最大化することの内の金からのイメージ投射蛍光性によってチームは光学共鳴ちょうどで少数のナノメーター離れて起因する料金の plasmonic モード振動の位置を拾えました。

「私達は現在のライトを既にプローブ光子にこれらのフィールドを bowties 集中した私達ので使用し、レポーターとして役立つ方法があったかどうか」言います Schuck を疑問に思いました。 「私達の技術ですシステムの欠陥にまた敏感、提案する小さい構造傷または寸法効果のような私達両方の研究開発の設定の plasmonic 装置のパフォーマンスを測定するのにこの技術を使用できます」。は

Schuck の実験調査結果に平行して、ジェフ Neaton、ディレクター ' Nanostructured の文書機能の s 理論および分子鋳物場のアレックス McLeod の鋳物場で働いている学生はマサチューセッツ工科大学で開発されたオープンソースソフトウェアが付いている plasmonic 装置の画像を計算するように設計されている WEBベースのツールキットを開発しました。 この調査のために、研究者は少数のナノメーターで模倣しましたサイズを変更することがそして plasmonic アンテナの対称を調査するために二重 bowtie のアンテナの構造を調節することを光学的性質にどのように影響を与えるか。

「ちょうど少数のナノメーターで彼らの構造を移すことによって、私達は驚くべき確信を持って bowtie の中の異なった位置でライトを集中してもいく、予測可能性」、 McLeod を言いました。 「私達のシミュレーションが」。は予測するようにこれらの nanoscale の光学アンテナがライトと共鳴することをこの作業示します

plasmonic および光通信の構造を調査している研究者のために有用このツールキットは nanoHUB のダウンロード、 nanoscience の計算の作成されたリソースおよび計算のナノテクノロジーのための全米科学財団のネットワークを通して技術のために使用できます。

「分子鋳物場がである約もののこの作業実際に非常にベストを」、は言いましたバークレーの実験室の物質科学部のまた行動の次長である Neaton を例証します。 「可視ライトがどのようにの処理されて集中させてか 3 別の鋳物場機能イメージ投射、 Nanofabrication および、および視覚化された nanoscale で私達の理解の重要な前進で理論協力して」。

ペーパー報告は物理的な検討の文字で、 「nanoscale 光子のローカリゼーションの顕微鏡検査による plasmonic フィールド分布の非perturbative 視覚化タイトルを付けられる」、この研究ようで、契約者にオンラインで使用できる。 Schuck のペーパーを共著して、 McLeod および Neaton はアレキサンダー Weber-Bargioni、 Zhaoyu チャン、スコット Dhuey、ブルース Harteneck およびステファノ Cabrini でした。

これの部分は雌ジカの科学のオフィスによって分子鋳物場の作業サポートされました。 この作業のためのサポートはまた計算のナノテクノロジーにネットワークを通した全米科学財団によって提供されました。

分子鋳物場は 5 つの雌ジカの Nanoscale 科学の研究所、科学の (NSRCs)雌ジカのオフィスによってサポートされる nanoscale の学際的な研究のための各国用のユーザー機能の 1 つです。 ともに NSRCs は最新式の機能およびモデル nanoscale 材料を製造するために、処理するために、特徴付けるために研究者に与える、および各国用のナノテクノロジーのイニシアチブの最も大きい下部組織の投資を構成するために構成します補足機能で組を。 NSRCs は雌ジカの Argonne、 Brookhaven、ローレンスバークレーのオーク・リッジおよび Sandia およびロスアラモス研究所にあります。

ソース: http://www.lbl.gov/

Last Update: 11. January 2012 09:23

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