Buede plasmoniske fluxer afslører en ny måde til praktisk lysmanipulation inden for nanoscal

Forskere fra Tomsk Polytekniske Universitet har sammen med russiske kolleger og forskere fra Danmarks Tekniske Universitet for første gang eksperimentelt bevist eksistensen af ​​en todimensionel (2D) buet flux af plasmoniske kvasipartikler, en plasmonisk krog. En flad 2D-krog er mindre end en 3D-krog og besidder nye egenskaber, på grund af dem, forskerne betragter den som den mest lovende sender i højhastighedsmikrooptiske kredsløb. Forskningsresultaterne er publiceret i Anvendt fysik bogstaver tidsskrift.

Elektroner transmitterer information i eksisterende beregningsenheder. Forskerne antager, at hvis elektroner erstattes af fotoner, lys kvanta, det vil være muligt at overføre dataene bogstaveligt med lysets hastighed. For at mikrooptiske kredsløb og optiske computere skulle blive almindelige enheder og blive masseproducerede, det er nødvendigt at finde en måde at komprimere lys til nanoskalaen.

"Vi leder efter nye typer af buede bølgefluxer, som kan løse denne opgave. Tidligere, vi simulerede og eksperimentelt beviste eksistensen af ​​fotoniske og akustiske kroge, og nu har vi bevist eksistensen af ​​en plasmonisk krog. Nu til dags, det er den mest lovende metode til at transmittere et signal. Den plasmoniske bølgelængde er kortere end en 3D-bølgelængde i frit rum, og området for strålingslokalisering er i nanoskala. Det er en afgørende indikator for miniaturisering, "Igor Minin, Professor ved TPU-afdelingen for Elektronikteknik, en vejleder for forskningsarbejdet, siger.

Forfatterne til artiklen fik en flad plasmonisk krog ved hjælp af et simpelt og billigt fokuseringselement. Den flade plasmoniske krog er en asymmetrisk dielektrisk partikel med en størrelse på 4-5 μm og omkring 0,25 μm tyk. Ifølge forskerne, participiets form kan være forskellig, I dette tilfælde, det var en mikrokube med et forankret prisme. Denne partikel blev placeret på den 0,1 μm tykke guldfilm, på den anden side af filmen, diffraktionsgitteret blev aflejret.

Under forsøgene, laserstrålen blev rettet mod diffraktionsgitteret. Plasmonresonans forekom ved siden af ​​overfladen af ​​diffraktionspodningen under sollys, dvs. sollyset blev omdannet til plasmoniske bølger. Disse bølger passerede gennem den asymmetriske dielektriske partikel fokuseret i en 2D buet stråle.

"Vi opnåede en 2D buet stråle på grund af en særlig form af en dielektrisk partikel. En af mekanismerne ved sub-wave struktureret fokusering er baseret på fænomenet en plasmonisk nanojet, som vi for første gang formåede at eksperimentelt fikse tidligere. Da vi skift fri 3D-plads til plasmonpolaritoner, med andre ord, 2D rum, materiens kvantenatur afslører. Det giver mulighed for implicit at implementere nye muligheder for at kontrollere interaktionen mellem stof og lys, for eksempel, at implementere biosensingsmetoder baseret på påvisning af mikro- og nanopartikler, biomolekyler i nærfeltet. Selvfølgelig, det er for tidligt at tale om anvendelsen af ​​resultater, det er en opgave for fremtidig forskning. Derfor, enhver forskning og eksperimenter til at transmittere signaler baseret på optiske principper er stadig i praksis inden for grundforskning. Forskere fra forskellige områder bliver nødt til at overvinde mange udfordringer for at skabe, for eksempel, en produktiv optisk computer eller endda effektive mikrokredsløb. For at overkomme disse udfordringer, 10 til 15 år kan bruges, "Igor Minin, TPU professor, initiativtager til forskningsarbejdet, siger.