Ladebølger, der skyller på tværs af guldoverflader, viser sig at skabe vækker, der let kan manipuleres

Todimensionel, kontrollerbare lyslignende bølger på en metallisk overflade, skabt af A *STAR-forskere og kolleger ved Harvard University, og ligner kølvandet på en båd, der bevæger sig gennem vand, har potentielle anvendelser inden for nanoskala fotonik.

Et vække dannes bag et objekt, der bevæger sig gennem et medium hurtigere end den hastighed, som en bølge bevæger sig i det medie. Et eksempel er den soniske bom skabt af et supersonisk jetfly. Den optiske version af dette fænomen, kendt som Cherenkov -stråling, opstår, når en ladet partikel bevæger sig hurtigere end lysets hastighed i et medium. Den uhyggelige blå glød, der afgives af atomreaktorer nedsænket i kølevand, skyldes denne effekt.

Nu, Patrice Genevet ved A*STAR Singapore Institute of Manufacturing Technology og hans kolleger har genereret den todimensionale ækvivalent af Cherenkov-stråling i en guldfilm, der indeholder en række nanoskala-slidser orienteret i forskellige vinkler.

Når polariseret lys skinner skråt på guldfilmen (se billede), det ophidser frie elektroner ('vandet') i guldet:dette frembringer en ladningsbølge ('båden'), der bevæger sig hurtigere langs overfladen end lyslignende bølger kendt som overfladeplasmoner. Følgelig, ladningsbølgen efterlader V-formede bølger af overfladeplasmoner i sit spor ('vågnen').

Disse bølger var vanskelige at fange, da de er begrænset til overfladen af ​​guldet. Teamet adresserede dette ved at bruge et nærfeltscanningsmikroskop til at 'løfte' bølgerne fra overfladen, gør det muligt at måle deres intensitet.

Ved hjælp af et ensemble af nanostrukturerede åbninger, forskerne var endda i stand til at styre disse bølger ved at variere nanoslitvinklerne og lysstrålens indfaldsvinkel. "Vi havde en fornemmelse af, at den løbende ladningsbølge kunne manipuleres for at kontrollere vinklen på overfladeplasmonvågninger, "siger Genevet." Da jeg så de første eksperimentelle nærfeltbilleder, vi indså, at vores intuition var korrekt. Der er ikke noget mere glædeligt end at tage visionen om en fysisk effekt og gøre den til virkelighed. "Denne kontrollerbarhed vil være vigtig for at realisere praktiske anvendelser af effekten.

I særdeleshed, effekten kan bruges til at skabe nye typer af overflade-plasmon-baserede optiske komponenter, såsom plasmoniske hologrammer og retningsbestemte plasmoniske linser, Siger Genevet. Han er også begejstret for potentialet til at manipulere lys på bittesmå skalaer. "Vi er så heldige at lave denne forskning, når nanoteknologier virkelig tager fart, "Genevet siger." Fotonik på nanoskala har en bemærkelsesværdig indvirkning på optik, og vores fund vil forhåbentlig hjælpe til bedre at forstå excitationsmekanismerne for overfladeelektromagnetiske bølger. "