Популярные Нано Технологии

Кадры

Фотогалерея

Новости

Суперлинза сжала свет до наномасштаба / 23.06.2020

Источник: osapublishing.org

Российские и датские ученые впервые наблюдали в эксперименте плазмонную нанострую. Она позволяет сфокусировать свет на наномасштабе и в теории — обойти одно из фундаментальных ограничений обычной собирающей линзы. Подобное уплотнение световых волн необходимо, чтобы использовать их в качестве переносчика сигналов в компактных устройствах, которые будут работать быстрее электроники.


Масса электрона мала, но тоже не равна нулю, поэтому и его нельзя мгновенно привести в движение. Если бы вместо электронов микросхемы оперировали фотонами — частицами света, техника работала бы намного быстрее.


Сегодня не представляется возможным заменить электронный микрочип фотонным аналогом, потому что такое устройство будет иметь огромные размеры. Миниатюризация потребует управления фотонами на столь маленьких масштабах, что световую волну придется локализовать в минимальном объеме. В идеале нужно собрать свет в пятно размером менее 50% длины волны, что невозможно сделать обычной линзой, — это фундаментальное ограничение называется дифракционным пределом.


Ученые из России и Дании сконструировали фокусирующий элемент, который способен превратить свет в особый вид электромагнитных волн со сжатием до 60% длины исходного излучения и потенциалом преодолеть дифракционный предел. Изготовленная коллективом металинза - квадратный кусок диэлектрика размером 5х5 мм и толщиной 0,25 мкм. Эта частица помещена на золотую пленку толщиной 0,1 мкм, на обратной стороне которой нанесена рельефная решетка.


При облучении такой системы лазером в плоскости раздела между золотом и диэлектриком возникает возмущение в виде плазмона-поляритона. Это коллективное колебание электронов в металле (плазмон), согласованное с распространением по поверхности световой волны (поляритона).


«Один из механизмов субволновой фокусировки основан на явлении плазмонной наноструи, — рассказывает инициатор работы, профессор Томского политехнического университета Игорь Минин, — которое нам удалось впервые экспериментально зафиксировать».


Ценность этого превращения в том, что поверхностные плазмоны-поляритоны поддаются субволновой фокусировке, то есть их можно локализовать сильнее, чем породивший их лазерный импульс.


«Мы использовали компьютерное моделирование, чтобы подобрать подходящие размеры диэлектрической частицы и характеристики дифракционной решетки на золоте, — поясняет принцип уплотнения волн в суперлинзе замдиректора ИСВЧПЭ РАН и ведущий научный сотрудник лаборатории двумерных материалов и наноустройств МФТИ Дмитрий Пономарёв. — В результате поверхностная плазмонная волна имеет разную фазовую скорость на краях и в центре диэлектрика, из-за чего фронт волны изгибается и формируется плазмонная наноструя — область высокой плотности плазмонов-поляритонов».


Таким образом можно сильно локализовать излучение и манипулировать «сжатым светом» на наномасштабе, а это — необходимое условие для интеграции на чипе фотонных и плазмонных устройств, которые будут работать значительно быстрее своих электронных аналогов.


«Экспериментальное наблюдение плазмонных струй стало возможным благодаря объединению усилий ученых нашего центра и коллег из Москвы, Томска и Копенгагена, — добавляет директор Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ Валентин Волков. — Наше сотрудничество будет продолжено — в ближайшем будущем мы продемонстрируем другие интересные эффекты, связанные с образованием, распространением и применением плазмонных струй».


Другие новости по теме:
06.07.20 - Крепкие и термостойкие нановолокна
02.07.20 - В России научились выращивать нанокристаллы заданной формы
25.06.20 - Нанопленка наделит роботов свойствами хамелеона
22.06.20 - Аэрозоли с наноботами для современной диагностики
18.06.20 - Как наноботы изменят будущее
TOP100 самых популярных
новостей
за месяц
Место Наименование Показов
1

Нанотехнологи из США и Японии разделили премию Испании

2 японских и 3 американских ученых стали лауреатами престижной премии принца Астурийского за научные и технические разработки в области нанотехнологий. Испания присудила награды японским ученым Сум

334
2

Spot от Boston Dynamics доступен для коммерческих покупателей

Компания Boston Dynamics объявила, что четвероногого робота Spot теперь может приобрести любая американская компания, а не только отобранные организации. Робот стоит - 74500 дол

214
3

Установлен верхний предел для фундаментального периода времени

Физики получили верхнее ограничение на фундаментальный период времени — универсальную единицу, которая определяет предельную точность любых физических часов.   Согласно теоретическим вы

82
4

Над Европой обнаружен радиоактивный йод - 131

Следы радиоактивного йода были обнаружены в атмосфере многих европейских стран. Источник утечки пока не определен. Йод-131 в основном используется в фармацевтике. Он является побочным продуктом

67
5

Лунный камень стал источником кислорода

Исследователи из Кембриджа создали небольшой химический реактор, способный проводить процессы окисления и производство кислорода из лунного камня. В основе работы реактора лежит просто электромеханиче

62

Анонсы событий