Gebogen plasmonische fluxen onthullen een nieuwe manier voor praktische lichtmanipulatie binnen nanoschaal

Wetenschappers van de Tomsk Polytechnic University hebben samen met Russische collega’s en onderzoekers van de Technische Universiteit van Denemarken voor het eerst experimenteel het bestaan ​​bewezen van een tweedimensionale (2D) gebogen flux van plasmonische quasideeltjes, een plasmonische haak. Een platte 2D-haak is kleiner dan een 3D-haak en heeft nieuwe eigenschappen, waardoor de onderzoekers het beschouwen als de meest veelbelovende zender in micro-optische circuits met hoge snelheid. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Applied Physics Letters logboek.

Elektronen zenden informatie uit in bestaande rekenmachines. De wetenschappers veronderstellen dat als elektronen worden vervangen door fotonen, lichtquanta, het mogelijk zal zijn om de gegevens letterlijk met de lichtsnelheid over te brengen. Om ervoor te zorgen dat micro-optische circuits en optische computers gewone apparaten worden en in massa worden geproduceerd, is het nodig om een ​​manier te vinden om licht op nanoschaal te comprimeren.

“We zijn op zoek naar nieuwe soorten gebogen golffluxen die deze taak kunnen oplossen. Eerder hebben we het bestaan ​​van fotonische en akoestische haken gesimuleerd en experimenteel bewezen en nu hebben we het bestaan ​​van een plasmonische haak bewezen. Tegenwoordig is dit de meest veelbelovende methode om een ​​signaal uit te zenden. De plasmonische golflengte is korter dan een 3D-golflengte in de vrije ruimte en het gebied van stralingslokalisatie is op nanoschaal. Het is een cruciale indicator voor miniaturisatie, “Igor Minin, professor van de TPU-divisie voor elektronische engineering, een begeleider van het onderzoekswerk, zegt.

De auteurs van het artikel verkregen een platte plasmonische haak met behulp van een eenvoudig en goedkoop focuselement. De platte plasmonische haak is een asymmetrisch diëlektrisch deeltje van 4-5 μm en ongeveer 0,25 μm dik. Volgens de wetenschappers kan de deelwoordvorm verschillend zijn, in dit geval was het een microkubus met een gekoppeld prisma. Dit deeltje werd op de 0,1 μm dikke goudfilm geplaatst, aan de andere kant van de film werd het diffractierooster afgezet.

Tijdens de experimenten werd de laserstraal op het diffractierooster gericht. Plasmonresonantie trad op naast het oppervlak van de diffractie-enting onder zonlicht, dat wil zeggen dat het zonlicht werd omgezet in plasmonische golven. Deze golven gingen door het asymmetrische diëlektrische deeltje gefocusseerd in een 2D-gebogen straal.

“We hebben een 2D-gebogen straal verkregen dankzij een speciale vorm van een diëlektrisch deeltje. Een van de mechanismen van gestructureerde subgolffocussering is gebaseerd op het fenomeen van een plasmonische nanojet die we voor het eerst eerder experimenteel hebben kunnen repareren. vrije 3D-ruimte verschuiven naar plasmon-polaritonen, met andere woorden, 2D-ruimte, de kwantum-aard van materie onthult. Het maakt het mogelijk om impliciet nieuwe mogelijkheden te implementeren om de interactie tussen materie en licht te beheersen, bijvoorbeeld om biosensiemethoden te implementeren op basis van de detectie van micro – en nanodeeltjes, biomoleculen in het nabije veld. Het is natuurlijk te vroeg om te spreken over de toepassing van resultaten, het is een taak voor toekomstig onderzoek. Daarom zijn alle onderzoeken en experimenten om signalen op basis van optische principes over te brengen nog in de maak. praktijk van fundamenteel onderzoek. Wetenschappers van verschillende vakgebieden zullen veel uitdagingen moeten overwinnen om bijvoorbeeld een productieve optische computer of zelfs efficiënte microschakelingen te creëren. Om deze uitdagingen te overwinnen, zou men er 10 tot 15 jaar kunnen besteden “, zegt Igor Minin, TPU Professor, initiatiefnemer van het onderzoekswerk.