Lyser synligt ljus på två små silikoncylindrar, eller en 'nanodimer', placerad bara 30 nanometer från varandra, producerar resonanta hot spots för både elektriska och magnetiska fält, finner en studie av A*STAR-forskare. Detta fenomen kan eventuellt användas för att ansluta beräkningsenheter.

Tidigare teoretiskt arbete hade förutspått förekomsten av sådana magnetiska heta fläckar, men detta är första gången som de har observerats experimentellt med synligt ljus i en nanodimerkonfiguration (se bild), enligt huvudförfattaren Reuben Bakker från A*STAR Data Storage Institute. Forskarna beräknade numeriskt de förväntade elektriska och magnetiska resonanserna och fann god överensstämmelse med de experimentella resultaten.

Användningen av ljus för att bära information, känd som fotonik, är avgörande för den fortsatta tillväxten av informationsteknologi. Tyvärr, ljusets diffraktionsgräns begränsar det från att riktas mot dimensioner mindre än halva dess våglängd, vilket sätter en gräns för minimistorlekarna för fotonikbaserade enheter.

Användningen av plasmonresonanser i metaller - resonanta kollektiva svängningar av ledningselektroner - har föreslagits som ett sätt att övervinna denna gräns. Dock, metaller som stöder plasmoner är ofta '' lossy '', vilket gör att avståndet ljuset kan färdas i dem är ganska begränsat.

"Typiskt inom metallfotonik, forskare har studerat det elektriska fältet, "säger Bakker." Men vi tittar nu på material i subvåglängdsregimen (under diffraktionsgränsen), där vi också kan skapa och manipulera magnetfältet. Väsentligen, det elektriska fältet skapar en strömslinga inuti nanopartikeln och denna strömslinga skapar magnetisk resonans. "

Att kunna manipulera magnetfältet nära nanodimern ger "ytterligare en spak att dra så att ljus gör vad vi vill att det ska göra, säger Bakker.

För att utnyttja denna effekt, nanopartiklarna måste vara gjorda av ett hög-dielektriskt konstant material, såsom kisel.

"Vi har tagit kiselriktningen eftersom den har ett högt brytningsindex och inte har de förluster som metaller gör, " säger Bakker. "Men kisel kanske inte är det slutgiltiga svaret. Vi vet hur man arbetar med kisel på grund av den integrerade kretsindustrin och det är bra - men är det bäst? Vi håller fortfarande på att ta reda på det."

Bakker ser detta arbete som ett steg mot mer komplexa system som potentiellt kan sluta vara nanoantenner eller vågledarsystem. "Denna nanodimer är en mellanhand - det är inte den mest användbara enheten i sig. Vi måste bygga upp vår förståelse för dessa system på en inkrementell basis, " han säger.