Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
«Lycurgus cup» на выставке в Британском Музее в Лондоне.

Плазмоны и оптические пинцеты – нанотехнология управляет светом

Ключевые слова:  периодика, фотоника

Опубликовал(а):  Зайцев Дмитрий Дмитриевич

03 сентября 2007

Нанофотоника занимается излучением наноразмерных материалов и устройств. В настоящей cстатье представлены последние достижения группы учёных из Испании и Франции, посвящённые разработки оптически управляемого выключателя, так называемого, lab-on-a-chip.

Lycurgus cup, изображённая на фотографии, находится в Британском музеи в Лондоне. Чаша становится зелёной, при её облучении снаружи. Однако когда источник света помещён вовнутрь, Lycurgus cup светиться красным светом. Дело в том, что в состав стекла входят наночастицы золота и серебра, благодаря которым и появляется такой необычный оптический эффект. Лежащее в его основе физическое явление связано с возбуждением поверхностных плазмонов (surface-plasmon excitation).

Профессор Харри Этуотер (Dr. Harry Atwater) в своей обзорной работе по плазмонам, опубликованной в апрельском номере Scientific American, объяснил явление следующим образом: «Чаша поглощает и рассеивает синие и зелёное излучение с относительно короткими длинами волн в видимом спектре. При внешнем освещении плазмонное рассеивание приводит к зеленоватой окраски чаши, но если источник белого света помещён внутрь кубка, стекло краснеет, потому что оно пропускает волны большей длины, а более короткие поглощает.»

В физике плазмоном называется квазичастица, являющаяся квантом плазменных колебания, аналогично тому, как фотон и фонон являются квантами световой и звуковой волн соответственно. Плазмон может взаимодействовать с фотоном, образуя квазичастицу поляритон. Так называемые поверхностные плазмоны полностью локализуются на поверхности. Поверхностный плазмонный резонанс может быть использован в оптической обработки сигналов, поверхностной спектроскопии и сенсорной нанотехнологии.

«Помимо расширения областей применения поверхностных плазмонов, возможны научные прорывы в таких областях, как оптическое манипулирование и перенос малого количества вещества» - пояснил профессор Р.Куидант (dr.Romain Quidant) в интервью для Nanowerk. «Оптические пинцеты, позволяющие нужным образом модифицировать поверхности, найдут широкое применение в производстве чипов. Альтернативным является использование трёхмерных 3D оптических технологий, которые оперируют с громоздкими оптическими устройствами и мощными лазерами, в то время как устройство, разработанное на модели плазмонов, не будет нуждаться в фокусированном излучении и будет иметь более низкий порог лазерной мощности.»

Куидант, профессор из Барселонского Университета ICFO – Institut de Ciències Fotòniques, Испания, и его французский коллега из CEMES в Тулузе, Франция, смогли объединить оптическое манипулирование и оптику поверхностных плазмонов. Увеличение числа плазмонов на поверхности металлов позволяет оказывать сильное оптическое воздействие на малое количество материала. Они опубликовали свои достижения в последнем номере Nature Physics ("Parallel and selective trapping in a patterned plasmonic landscape"). В предыдущей работе ("Surface Plasmon Radiation Forces"), используя фотонный силовой микроскоп, учёные смогли напрямую измерить воздействие на каждый микронный шарик диэлектрического вещества путём наведения плазмонного поля на тонкий однородный слой золота. Работая с поверхностным плазмонным резонансом, они определили, что суммарное воздействие на образец в 40 раз превышает воздействие, измеренное при отсутствии плазмонного возбуждения.

Учёные продемонстрировали, что облучаемые микронные частицы металла могут вести себя как новые двумерные 2D оптические пинцеты. По словам Куиданта, по сравнению с традиционным оптическим пинцетом, пинцеты на основе поверхностных плазмонов могут работать избирательно для разных объектов, являясь, таким образом, оптическим ситом.

В настоящей работе приводятся первые доказательства оригинальной концепции 2D оптических пинцетов, основанной на поверхностных плазмонах. Такие пинцеты открывают новые перспективы для транспорта, хранения и разделения малых объектов на поверхности чипа с помощью света. Их простота позволит проложить путь к производству новых аналитических устройств, полностью управляемых светом, для выделения нано-аналита из сложных образцов, проверки поверхности чипа. Такое наноразмерное устройство можно использовать во многих областях, в том числе в медицине, например, для транспортировки лекарств.

Смотрите также по теме публикации:

http://www.sciam.ru/2007/8/inform.shtml

http://www.sciam.ru/2006/11/phizical.shtml





В статье использованы материалы: Nanowerk


Средний балл: 8.0 (голосов 2)

 



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

 

Взрыв сверхновой
Взрыв сверхновой

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.