Плазмонные антенны можно производить при помощи трафарета
 Схематическое изображения процесса производства массива золотых наночастиц на металлической поверхности при помощи нанотрафарета. |
|
||||||||
Наноплазмоника – относительно новая область исследований, затрагивающая, в частности, искусственно формируемые металлические наноструктуры, которые могут использоваться для создания миниатюрных оптоэлектронных устройств. Наноплазмоника подразумевает исследование взаимодействия свободных носителей заряда в металле (металлической наноструктуре) и света. Известно, что взаимодействие это осуществляется посредством так называемых поверхностных плазмонов - квазичастиц, отвечающих за совместные колебания электронного газа в металле. Формирование металлических наночастиц позволяет локализовать поверхностные плазмоны, которые в такой конфигурации ведут себя как эффективная оптическая наноантенна. Главная особенность подобных наноантенн в том, что они могут фокусировать световые лучи с длиной волны много меньше дифракционного предела. Это значит, что использование металлических наночастиц в будущем может обеспечить создание более точных оптических приборов. Однако, производство массивов одинаковых наночастиц является достаточно трудозатратным процессом.
На сегодняшний день существует множество методов производства различных наноструктур на поверхности металла. Однако, их общим недостатком является относительно невысокая производительность. Единовременно существующие методы позволяют создавать только одну наноструктуру, что в масштабах эксперимента не только долго, но и дорого. Кроме того, «классическая» электроннолучевая литография, наиболее часто применяемая для формирования массивов наночастиц, ограничена в выборе поверхностей (очевидно, что подложка должна выдерживать воздействие электронного луча).
В своей последней работе группа ученых из Boston University (США) продемонстрировала, что для производства больших по площади массивов наночастиц за относительно небольшое время может использоваться методика нанотрафаретной литографии.
Все знакомы с техникой рисования при помощи трафарета. Нанотрафаретная литография в каком-то смысле представляет дальнейшее развитие этой техники в меньшем масштабе. В рамках этой идеологии для формирования массива золотых наночастицы на поверхности металла ученые предварительно создали «трафарет» с прямоугольными наноотверстиями.
Главное преимущество предложенной методики состоит в том, что за один проход она позволяет формировать на поверхности структуру практически любой формы (в отличие от существующих методик, подразумевающих еще один этап химической обработки). Кроме того, «трафарет» может использоваться повторно для формирования точно такой же структуры. Более подробно методика описана в статье, опубликованной в журнале Nano Lett.
Естественно, работы в этом направлении продолжатся, ведь ускорение и упрощение процесса производства массивов наночастиц может значительно ускорить внедрение оптоэлектронных плазмонных устройств в науку и технику.
Также по теме:
- Наноантенны для ультрабыстрых оптических коммуникаций
- Плазмонные наноструктуры – лучшие усилители электромагнитного поля
Источники: