Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 796

Ученые впервые сфокусировали плазмоны в нанострую

Ученые впервые сфокусировали плазмоны в нанострую
Ученые Томского политехнического университета вместе с российскими и датскими коллегами впервые   экспериментально подтвердили ранее предсказанный эффект «плазмонной наноструи» (plasmonicnanojet)

Ученые Томского политехнического университета вместе с российскими и датскими коллегами впервые экспериментально подтвердили ранее предсказанный эффект «плазмонной наноструи» (plasmonic nanojet). С помощью простого метода им удалось сфокусировать поверхностные плзамонные волны в струю и зафиксировать это с помощью микроскопа. Эффект «сжатия» плазмонов в перспективе может помочь сделать оптическую электронику конкурентоспособной, в том числе приблизить создание оптического компьютера. Результаты экспериментов представлены в журнале Optics Letters (IF: 3, 589; Q1).

Ученые разных стран мира работают над созданием вычислительной техники, в основе которой лежит оптическое излучение, то есть для работы и передачи информации используется не электрический ток, а свет. Оптические компьютеры должны быть более быстрыми по сравнению с самыми скоростными машинами, которые существуют сегодня. Однако пока такие разработки остаются технологиями будущего. Одна из проблем — миниатюризация фотонных элементов: пока их габариты больше, чем у электронных аналогов.

«Логические элементы обычных современных процессоров имеют размеры в десятки микрометров. Оптическая электроника может стать конкурентоспособной, если удастся «сжать» свет до наномасштаба, — говорит руководитель проекта, профессор отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин. — Обойти это препятствие возможно, если перейти от фотонов к поверхностным плазмон-поляритонам — это особые электромагнитные волны, которые могут распространяться вдоль границы металла и воздуха или диэлектрика. Ранее мы теоретически предсказали возможность реализации эффекта плазмонной наноструи, сейчас удалось зафиксировать его экспериментально».

В экспериментах исследователи использовали тонкую пленку из золота. На ее поверхности разместили квадратную частицу из диэлектрического материала размером 5 на 5 микрометров для телекоммуникационной длины волны. Частица, изготовленная датскими учеными, и стала микролинзой, позволившей сфокусировать плазмоны в очень маленькой области в виде наноразмерной струи.

Зафиксировали плазмонную нанострую с помощью микроскопа в Московском физико-техническом институте.

«Если струя из фотонов трехмерная (так называемая фотонная наноструя), то из плазмонов — двухмерная. Ее габариты меньше, а значит, в дальнейшем устройства, в которых может быть применен этот эффект, могут стать миниатюрнее, а локализовать электромагнитное излучение можно в очень маленькой области. Для получения «плазмонной наноструи» нужны только источник излучения на телекоммуникационной длине волны и прямоугольные микрочастицы диэлектрика. Простота получения локализованных плазмонных пучков расширяет возможности для их практического применения, например, в микроскопах со сверхразрешением, для создания биосенсоров и в биологических исследованиях, где требуется управление молекулами. Пока опубликован только первый из серии запланированных экспериментальных результатов», — отмечает Игорь Минин.

Исследование проводится в сотрудничестве с учеными из Института сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники РАН, Московского физико-технического института, Томского госуниверситета и Датского технического университета. Работа поддержана грантом Российского фонда фундаментальных исследований.

Пресс-служба Томского политехнического университета

Иллюстрация (кликабельно): визуализация плазмонной наноструи 

оптические компьютеры плазмонная наноструя

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.