Оптические наноантенны могут служить источником тепла

Изображения оптических наноантенн, полученные при помощи оптического микроскопа и сканирующего туннельного микроскопа. (кликните картинку для увеличения)

Изображения оптических наноантенн, полученные при помощи оптического микроскопа и сканирующего туннельного микроскопа. (кликните картинку для увеличения)

23.05.2011 (6:28)
Просмотров: 4798
Рейтинг: 1.00
Голосов: 1

Теги:
наноантенна, тепло, свет,
Технология >> Нанотехнология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Исследователи из Испании и Великобритании показали, что наноантенны (устройства, основная задача которых – накапливать и фокусировать свет) могут функционировать как источники тепла в масштабах нескольких нанометров, обеспечивающие изменение оптического отклика поверхности, на которой они располагаются. Нелинейный отклик, появляющийся в таких системах, может быть использован для создания улучшенных оптических переключателей.

Идея антенн, используемых для приема сигналов, передающихся при помощи электромагнитных волн радиочастоты, достаточно активно последнее время применяется и в других областях электромагнитного спектра. Особенно большое внимание привлекает перспектива создания антенн оптического излучения, в том числе и видимого диапазона, что стало возможно благодаря развитию методик формирования объектов наномасштаба (ведь длина волны для эффективной работы должна быть соизмерима с длинной волны интересующего излучения). Но кроме обычной фокусировки света, оптические антенны могут использоваться для контроля взаимодействия света с поверхностью; они могли бы стать отличным инструментом для развития нанофотонных устройств будущего.

Работа наноантенн для оптического излучения основана на плазмонных модах, которые могут быть «настроены» в резонанс с частотами существующих в окружающем веществе молекулярных переходов. Подобные моды повышают «спаренность» между фотонами, испускаемыми окружающим веществом, и теми, что испускает антенна.

Новое гибридное устройство, предложенное совместной группой ученых из University of Southampton (Великобритания) и Donostia International Physics Center (Испания), работает благодаря взаимодействию между наноантенной из золота и прозрачной пленкой оксида иридия с примесью олова (indium tin oxide, ITO), на которой закреплена наноструктура. Такая антенна эффективно накапливает энергию лазерного импульса, которая затем быстро превращается в тепло (время превращения – порядка нескольких пикосекунд) и передается веществу при помощи «быстрых» электронов. Такой переход весьма эффективен благодаря хорошей проводимости между антенной и поверхностью.

Тепло, передаваемое окружающему антенну веществу, изменяет оптический отклик за счет изменения плотности свободных зарядов в пленке из оксида иридия с примесью олова. Подобные изменения влияют на «резонансную» частоту антенны, и масштаб этого влияния ученые могут измерить на своих экспериментах.

Новые устройства могут использоваться в создании новых типов интегрированных оптических цепей, в частности, там, где необходим оптический аналог обычных наноэлектронных транзисторов для обработки потока информации. Еще одно возможное применение – активный контроль нелинейных оптических процессов и исследований на базе Рамановского рассеяния (Raman scattering, SERS).

В рамках дальнейших исследований команда ищет возможности электрически контролировать разработанные устройства. Если подобная техника будет найдена, она поможет обеспечить своего рода «мост» между электронной и оптической функциональностью в рамках одного чипа.

Подробные результаты работы были опубликованы в журнале Nano Letters.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное

Конструкторы бинар купить teplostar163.ru.



Rambler's Top100