Web-Based Toolkit van de Weergave aan de Gebieden van Plasmonic van de Studie in Apparaten Nanoscale

Published on February 5, 2011 at 6:00 AM

In typische plasmonic apparaten, overbevolken de elektromagnetische golven in uiterst kleine metaalstructuren, die energie concentreren in nanoscaledimensies.

wegens koppeling van elektronika en photonics in deze metaalnanostructures, zouden de plasmonic apparaten voor de transmissie van hoge snelheidsgegevens of ultrasnelle detectorseries kunnen worden uitgerust. Nochtans, stelt het bestuderen van plasmonic gebieden in nanoscaleapparaten een echte wegversperring voor wetenschappers voor, aangezien onderzoekend deze structuren verandert inherent hun gedrag.

Door weergavefluorescentie van goud binnen een bowtie-gevormd plasmonic apparaat, apart verzamelden de onderzoekers van het Laboratorium van Berkeley de positie van plasmonic wijzen enkel een paar nanometers.

„Of u een laser of een gloeilamp gebruikt, is de golflengte van licht nog te groot om plasmonic gebieden in nanostructures te bestuderen. Wat meer is, zal de meeste die hulpmiddelen worden gebruikt om plasmonic gebieden te bestuderen het gebied het distributie-eigenlijke gedrag veranderen wij hopen te begrijpen,“ zegt Jim Schuck, een personeelswetenschapper met het Nationale Laboratorium van Lawrence Berkeley (het Laboratorium van Berkeley) dat in de Weergave en de Manipulatie van Faciliteit Nanostructures bij de Moleculaire Gieterij werkt.

De Lichte microscopie speelt een fundamentele rol in het repertoire van een wetenschapper: de techniek is makkelijk te gebruiken en legt geen schade aan een zorgvuldig bewerkte elektronische kring of een gevoelig biologisch specimen op. Nochtans, punt-is een typisch nanoscalevoorwerp van rente-zulke als bundel van DNA of een quantum goed onder de golflengte van zichtbaar licht in grootte, wat betekent de capaciteit om één dergelijk voorwerp van een andere te onderscheiden wanneer zij hecht zijn wordt verloren. De Wetenschappers dagen nu deze grens uit gebruikend ` localisatie' technieken, die het aantal fotonen tellen die van een voorwerp afkomstig zijn helpen zijn positie bepalen.

In voorafgaand werk, Schuck en collega's bij de Moleculaire Gieterij, bouwden de Onderzoekscentra van een van de V.S. van het Ministerie (DOE) van Energie van Nanoscale Wetenschap, Bowtie-gevormde plasmonic die apparaten worden ontworpen om te vangen en, filter licht te sturen bij nanoscale. Deze die apparaten van de nano-kleurensorteerder als antennes worden gediend om licht in uiterst kleine ruimten te concentreren en te sorteren aan een gewenste reeks kleuren of energie-essentieel voor filters en andere detectors.

Vooraf deze recentste, hanteerden Schuck en zijn team van het Laboratorium van Berkeley hun innovatief weergaveconcept om plasmonic gebieden van deze apparaten met nanoscaleresolutie te visualiseren. Door weergavefluorescentie van goud binnen bowtie en het maximaliseren van het aantal fotonen uit hun bowtieapparaten worden bijeengezocht, kon het team de positie van plasmonic wijze-schommelingen van last verzamelen die in optisch resonantie-enkel een paar nanometers die apart resulteren.

„Wij vroegen ons af of er een manier was om licht reeds te gebruiken huidig in ons bowties-gelokaliseerd foton-om deze gebieden te sonderen en te dienen aangezien een verslaggever,“ Schuck zegt. „Onze techniek is ook gevoelig voor onvolmaaktheden in het systeem, zoals uiterst kleine structurele gebreken of groottegevolgen, voorstellend konden wij deze techniek gebruiken om de prestaties van plasmonic apparaten in zowel onderzoek als ontwikkelingsmontages te meten.“

Parallel met de experimentele bevindingen van Schuck, Jeff Neaton, Directeur van de Theorie van de Moleculaire Gieterij ' s van de Faciliteit van Materialen Nanostructured en Alex McLeod die, ontwikkelde een student die bij de Gieterij werken, web-based toolkit, wordt ontworpen om beelden van plasmonic apparaten met open-brondiesoftware te berekenen in Massachusetts Institute of Technology wordt ontwikkeld. Voor deze studie, simuleerden de onderzoekers het aanpassen van de structuur van een dubbele bowtieantenne door een paar nanometers aan studie hoe het veranderen van de grootte en de symmetrie van een plasmonic antenne zijn optische eigenschappen beïnvloedt.

„Door hun structuur door enkel een paar nanometers te verplaatsen, kunnen wij licht bij verschillende posities binnen bowtie met opmerkelijke zekerheid en voorspelbaarheid concentreren,“ bovengenoemde McLeod. „Dit werk toont aan dat deze nanoscale optische antennes met licht resoneren enkel aangezien onze simulaties.“ voorspellen

Nuttig voor onderzoekers die plasmonic en photonic structuren bestuderen, dit zal toolkit voor download op nanoHUB beschikbaar zijn, een computerdiemiddel voor nanoscience en technologie door het Netwerk van de Nationale Stichting van de Wetenschap voor ComputerNanotechnologie wordt gecreeerd.

„Dit werk licht zeer werkelijk het beste toe van ongeveer wat de Moleculaire Gieterij is,“ bovengenoemde Neaton, die de ook Waarnemende Directeur van de Afgevaardigde van de Afdeling van de Wetenschappen van de Materialen van het Laboratorium van Berkeley is. „De afzonderlijke faciliteit-weergave van Gieterij Drie, Nanofabricatie en theorie-Samengewerkt op een significante vooruitgang in ons begrip van hoe het zichtbare licht kan worden gelokaliseerd, gemanipuleerd, en imaged bij nanoscale.“

Een document die dit met een adellijke titel onderzoek melden, „niet Perturbative visualisatie van distributies van het nanoscale de plasmonic gebied via de microscopie van de fotonlocalisatie,“ verschijnt in de Fysieke Brieven van het Overzicht en is beschikbaar online aan abonnees. De co-Creatie het document met Schuck, McLeod en Neaton was Alexander Weber-Bargioni, Zhaoyu Zhang, Scott Dhuey, Bruce Harteneck en Stefano Cabrini.

De Gedeelten van dit werk bij de Moleculaire Gieterij werden gesteund door het Bureau van DOE van Wetenschap. De Steun voor dit werk werd ook verleend door de Nationale Stichting van de Wetenschap door het Netwerk voor ComputerNanotechnologie.

De Moleculaire Gieterij is één van de vijf Onderzoekscentra van de Wetenschap van DOE Nanoscale (NSRCs), Nationale gebruikersfaciliteiten voor interdisciplinair die onderzoek bij nanoscale, door het Bureau van DOE van Wetenschap wordt gesteund. Samen bestaat NSRCs uit een reeks van bijkomende faciliteiten die onderzoekers van overzichtsmogelijkheden voorzien om nanoscale materialen te vervaardigen, te verwerken te kenmerken en te modelleren, en de grootste infrastructuurinvestering van het Nationale Initiatief van de Nanotechnologie te vormen. NSRCs wordt gevestigd in Argonne van DOE, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge en de Nationale Laboratoria van Sandia en Los Alamos.

Bron: http://www.lbl.gov/

Last Update: 11. January 2012 10:46

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit