Par silicium -nanocylindre kan lokalt oprette og forbedre lysmagnetfelt

Skinner synligt lys på to små siliciumcylindre, eller en 'nanodimer', placeret kun 30 nanometer fra hinanden, producerer resonante hot spots for både de elektriske og magnetiske felter, finder en undersøgelse af A*STAR -forskere. Dette fænomen kan potentielt bruges til at forbinde computerenheder.

Tidligere teoretisk arbejde havde forudsagt eksistensen af ​​sådanne magnetiske hotspots, men det er første gang, at de er blevet observeret eksperimentelt med synligt lys i en nanodimer -konfiguration (se billede), ifølge hovedforfatter Reuben Bakker fra A*STAR Data Storage Institute. Forskerne beregnede numerisk de forventede elektriske og magnetiske resonanser og fandt god overensstemmelse med de eksperimentelle resultater.

Brug af lys til at bære oplysninger, kendt som fotonik, er afgørende for den fortsatte vækst af informationsteknologi. Desværre, lysets diffraktionsgrænse begrænser det fra at blive rettet mod dimensioner mindre end halvdelen af ​​bølgelængden, som pålægger en grænse for minimumsstørrelserne på fotoniske baserede enheder.

Brugen af ​​plasmonresonanser i metaller - resonante kollektive svingninger af ledningselektroner - er blevet foreslået som en måde at overvinde denne grænse på. Imidlertid, metaller, der understøtter plasmoner, er ofte 'tabende', hvilket betyder, at den afstand, lyset kan rejse i dem, er ret begrænset.

"Typisk i metalfotonik, forskere har undersøgt det elektriske felt, "siger Bakker." Men vi ser nu på materialer i subbølgelængderegimet (under diffraktionsgrænsen), hvor vi også kan oprette og manipulere magnetfeltet. I det væsentlige, det elektriske felt skaber en strømsløjfe inde i nanopartiklen, og denne strømsløjfe skaber magnetisk resonans. "

At være i stand til at manipulere magnetfeltet tæt på nanodimeren giver "en anden håndtag til at trække, så lys gør hvad vi vil have det til at gøre, «siger Bakker.

For at udnytte denne effekt, nanopartiklerne skal laves af et høj-dielektrisk-konstant materiale, såsom silicium.

"Vi har taget siliciumretningen, fordi den har et højt brydningsindeks og ikke har de tab, metaller gør, "siger Bakker." Men silicium er måske ikke det endelige svar. Vi ved, hvordan vi arbejder med silicium på grund af den integrerede kredsløbsindustri, og det er godt - men er det bedst? Det finder vi stadig ud af. "

Bakker ser dette arbejde som et skridt mod mere komplekse systemer, der potentielt kan ende med at være nanoantenner eller bølgeledersystemer. "Denne nanodimer er en mellemmand - det er ikke den mest nyttige enhed i sig selv. Vi er nødt til at opbygge vores forståelse af disse systemer trinvist, " han siger.