3D plasmonisk antenne, der er i stand til at fokusere lys til få nanometer

Professorerne Myung-Ki Kim og Yong-Hee Lee fra fysikafdelingen ved KAIST og deres forskerhold udviklede en 3D-gab-plasmonantenne, som kan fokusere lys i et par nanometer bredt rum. Deres forskningsresultater blev offentliggjort i den 10. juni udgave af Nano bogstaver .

Fokusering af lys i et punktlignende rum er et aktivt forskningsfelt, da det finder mange anvendelser. Imidlertid, koncentrering af lys i et mindre rum end dets bølgelængde er ofte hindret af diffraktion. For at løse dette problem, mange forskere har udnyttet det plasmoniske fænomen i et metal, hvor lyset i højere grad kan begrænses ved at overvinde diffraktionsgrænsen.

Mange forskere fokuserede på at udvikle en todimensionel plasmonisk antenne og var i stand til at fokusere lys under 5 nanometer. Imidlertid, denne todimensionelle antenne afslører en udfordring, at lyset spredes til den modsatte ende, uanset hvor lille det var fokuseret. For en løsning, en tredimensionel struktur skal anvendes for at maksimere lysintensiteten.

Ved at anvende den proksimale fokuserede ion-stråle fræseteknologi, KAIST-forskerholdet udviklede en tredimensionel 4 nanometer bred gap-plasmonantenne. Ved at presse fotonerne ind i et tredimensionelt nanorum på 4 x 10 x 10 nm3 størrelse, forskerne var i stand til at øge intensiteten af ​​lys 400, 000 gange stærkere end det indfaldende lys. Udnyt den øgede intensitet af lys inde i antennen, de forstærkede det anden harmoniske signal og verificerede, at lyset blev fokuseret i nano-gabet ved at scanne katodoluminescensbilleder.

Denne teknologi forventes at forbedre hastigheden af ​​dataoverførsel og behandling op til niveauet af terahertz (en billion gange pr. sekund) og at forstørre lagervolumen pr. enhedsareal på harddiske med 100 gange. Ud over, højopløsningsbilleder af submolekylstørrelse kan tages med faktisk lys, i stedet for at bruge et elektronmikroskop, mens det kan forbedre halvlederprocessen til en mindre størrelse på få nanometer.

Professor Kim sagde, "En enkel, men ægte idé har flyttet forskningsparadigmet fra 2D gap-plasmon-antenner til 3D-antenner. Denne teknologi ser adskillige anvendelser, herunder inden for informationsteknologi, data opbevaring, billedmedicinsk videnskab, og halvlederproces."