Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Схема модифицированного опыта Юнга. Тонкие полоски золота выполняют роль «щелей». Для визуализации исследователи использовали фотонный сканирующий туннельный микроскоп. (источник: Rashid Zia and Mark Brongersma)
Измеренная интенсивность поляритонной волны (a) показывает дифракционную картину, наблюдавшуюся 200 лет назад в классическом оптическом эксперименте. Численное моделирование даёт почти идентичную картину (b). (источник: Rashid Zia)

Свет на наноуровне

Ключевые слова:  микроскопия, микроэлектроника, периодика, плазмоника

Опубликовал(а):  Кушнир Сергей Евгеньевич

21 июля 2007

Результаты модификации классического двухщелевого опыта Юнга, опубликованные в журнале Nature Nanotechnology, показали волновое поведение поверхностного плазмон-поляритона (surface plasmon polariton - SPP). Этот опыт напоминает исследователям и проектировщикам электроники что, хотя SPP движутся вдоль металлической поверхности, а не в проводе или оптическом волокне, они не могут каким либо образом преодолеть ограничения размера, присущие оптике.

SPP возникает при взаимодействии света с поверхностью металлической плёнки. Т.к. SPP движется по поверхности, то может улучшить поверхностную чувствительность спектроскопических измерений основанных на рассеянии света. Другое возможное применение этой технологии, известной как плазмоника, включает возможность ограничение света в очень маленькие размеры, контроль цвета материалов и передача информации в компьютерных чипах. Таким образом, плазмонику рассматривают как следующий шаг миниатюризации электроники. Эта технология могла бы обеспечить связь между наноразмерной электроникой и фотоникой. Обычные электронные устройства, в которых электрические сигналы передаются по проводам могут быть изготовлены в наномасштабе, но это приведёт к задержкам при передачи сигнала. Фотонные или волоконно-оптические устройства передают сигнал со скоростью света, но не могут быть сделаны меньше предельного размера, связанного с длиной волны передаваемого света.

Устройства плазмоники возможно смогут объединить лучшие качества обеих технологий. Высокая скорость передачи сигнала обеспечивается тем, что SPP - электромагнитная волна. А поскольку SPP движется по поверхности провода, то это даёт надежду на то, что дифракционный предел, который ограничивает размер волоконной оптики, может быть преодолён.

Rashid Zia (доцент в

Brown

University) и Mark Brongersma (доцент в

Stanford

University) поставили перед собой цель экспериментально определить пределы плазмоники и также пролить свет на принципы, которым подчиняется поведение SPP - малоизученного типа волны.

Двухщелевой опыт Юнга обычно выполняется как демонстрация оптической дифракции, хотя его новые модификации также использовались для проверки квантового поведения электронов, атомов и даже молекул. В классическом опыте Юнга, экран освещается через непрозрачную преграду с двумя параллельными щелями. Когда одна щель закрыта, то напротив второй щели на экране видна полоса света. Когда обе щели открыты, то помимо второй светлой полосы напротив второй щели появляется дополнительная полоса света между щелями. Этот опыт демонстрирует волновые свойства света.

В своём эксперименте, Zia и Brongersma создали SPP и пропустили по золотой плёнке специальной формы (см. рис.). Плёнка находилась на стеклянной подложке и представляла собой две части соединённые двумя узкими перемычками. Эти две перемычки играли роль «щелей».

Поскольку SPP не относится к диапазону видимого света, то результат опыта не виден на «экране». Для визуализации дифракционной картины исследователи использовали фотонный сканирующий туннельный микроскоп (photon scanning tunneling microscope). Полученный результат хорошо согласовывался с предсказанием, основанным на простой аналитической модели, аналогичной используемой в обычной оптике.

Brongersma считает, что эта аналогия позволит использовать результаты десятилетий работы с диэлектрическими структурами для разработки новых устройств плазмоники.


Источник: Nanowerk, Nature Nanotechnology, PhysOrg



Комментарии
Sukharev Maxim, 24 июля 2007 02:32 
Яблонович скептически относится к СПП по причине того, что его любимые фотонные кристаллы уже не столь интересны. Обидно ему, понимаете ли :)


Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

В разных ракурсах
В разных ракурсах

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.