Nanostrukturerna från Katja Höflichs HZB-team är formade som korkskruvar och gjorda av silver. Matematiskt, en sådan nanoantenn kan betraktas som en endimensionell linje som bildar en helix, kännetecknas av parametrar som diameter, längd, antal varv per längdenhet, och handenhet.

Nanokorkskruvarna är mycket känsliga för ljus:beroende på frekvens och polarisation, de kan starkt förstärka den. Eftersom spiralantenner har en handenhet, de kan välja ljuskvanta efter deras handenhet, dvs deras spin. Detta resulterar i nya tillämpningar inom informationsteknologi baserade på spinnkvantumtalet av ljus. En annan tillämpning kan ligga i sensorteknologi för att detektera kirala molekylarter ner till en enda molekylnivå.

Vanligtvis, interaktionen mellan sådana nanoantenner och ett elektromagnetiskt fält bestäms med hjälp av numeriska metoder. Varje spiralgeometri, dock, kräver en ny siffermässigt dyr beräkning.

För första gången, Höflich och hennes team har nu tagit fram en analytiskt exakt lösning på problemet. "Vi har nu en formel som berättar hur en nanoantenn med specifika parametrar reagerar på ljus, " säger Höflich. Denna analytiska beskrivning kan användas som ett designverktyg, eftersom den specificerar de erforderliga geometriska parametrarna för en nanohelix för att förstärka elektromagnetiska fält med önskade frekvenser eller polarisation.

HZB-forskarna kunde tillverka nanoantenner i ett elektronmikroskop genom att använda direkt elektronstråleskrivning. Elektronstrålen skriver först en helixformad kolstruktur en punkt i taget. Denna struktur beläggs sedan med silver. De faktiska mätningarna av de optiska egenskaperna för dessa silvernano-antenner stämmer väl överens med de beräknade egenskaperna som förutsägs av den analytiska modellen.