Forskare vid Tomsk Polytechnic University med ryska och danska team har experimentellt kunnat bekräfta en plasmonisk nanojeteffekt som tidigare förutspåtts i praktiken. Med en enkel metod, de fokuserade ytplasmonvågor till en stråle och fångade den med ett mikroskop. I framtiden, effekten av plasmonkomprimering kan göra optisk elektronik konkurrenskraftig och öka skapandet av en optisk dator. Studien publicerades i Optik bokstäver .

Forskare från hela världen arbetar med datorteknik baserad på optisk strålning. Det är inte elektrisk ström som används för att arbeta och överföra information, men lätt. Optiska datorer borde vara ännu snabbare än de snabbaste maskinerna som finns idag. Dock, idag är denna utveckling outnyttjad. Ett av problemen är miniatyriseringen av fotoniska element eftersom deras dimensioner fortfarande tenderar att vara större än de hos elektroniska motsvarigheter.

"De logiska delarna av konventionella moderna processorer är tiotals mikrometer stora. Optisk elektronik kan bli konkurrenskraftig förutsatt att vi kunde komprimera ljus till en nanoskala, säger Igor Minin, projektledare, professor vid TPU-avdelningen för elektronikteknik.

"Det här problemet kan lösas om vi kommer från fotoner till ytplasmonpolaritoner som är speciella elektromagnetiska vågor som kan fortplanta sig längs gränsen mellan metall och luft eller ett dielektrikum. Tidigare, vi förutspådde teoretiskt implementeringen av en plasmonisk nanojeteffekt och nu har vi lyckats bevisa det experimentellt."

Forskarna använde en tunn film av guld i experimenten. En 5 x 5 mikrometer kvadratisk partikel av dielektriskt material placerades på dess yta för en telekommunikationsvåglängd. Partikeln, erhållits av danska forskare, blev en mikrolins som kunde fokusera plasmoner på ett mycket litet område i form av en nanoskala jet.

Plasmon nanojet fångades med ett mikroskop vid Moscow Institute of Physics and Technology.

"Till skillnad från tredimensionell fotonstråle (den så kallade foton-nanostrukturen), plasmon jet är tvådimensionell. Dess dimensioner är mindre, vilket gör det möjligt för framtida enheter baserade på denna effekt att bli mer kompakta. Dessutom, elektromagnetisk strålning kan lokaliseras till ett mycket litet område. Enkelheten att erhålla lokaliserade plasmonstrålar ger stora möjligheter för deras praktiska tillämpning, till exempel, i superupplösningsmikroskop, för att skapa biosensorer, och i biologiska studier där molekylär kontroll krävs. Vi har publicerat bara det första av en serie planerade experimentella resultat, " säger Igor Minin.