Precis som radioantenner förstärker signalerna från våra mobiltelefoner och tv-apparater, samma princip kan gälla för ljus. För första gången, forskare från CNRS och Aix Marseille Université har lyckats tillverka en nanoantenn från korta DNA-strängar, två guld nanopartiklar och en liten fluorescerande molekyl som fångar och avger ljus. Denna lätthanterliga optiska antenn beskrivs i en artikel publicerad i Naturkommunikation den 17 juli 2012. Detta arbete kan på längre sikt leda till utveckling av effektivare ljusemitterande dioder, mer kompakta solceller eller till och med användas i kvantkryptografi.

Eftersom ljus är en våg, det borde vara möjligt att utveckla optiska antenner som kan förstärka ljussignaler på samma sätt som våra tv-apparater och mobiltelefoner fångar upp radiovågor. Dock, eftersom ljus svänger en miljon gånger snabbare än radiovågor, extremt små nanometer (nm) objekt behövs för att fånga så mycket snabba ljusvågor. Följaktligen, den optiska motsvarigheten till en elementär antenn (av dipoltyp) är en kvantemitter omgiven av två partiklar som är tusen gånger mindre än ett människohår.

För första gången, forskare från Langevin- och Fresnel-instituten har utvecklat en sådan bioinspirerad lätt nanoantenn, som är enkel och lätt att hantera. De ympade guldpartiklar (36 nm diameter) och ett fluorescerande organiskt färgämne på korta syntetiska DNA -strängar (10 till 15 nm långa). Den fluorescerande molekylen fungerar som en kvantkälla, förse antennen med fotoner, medan guldnanopartiklarna förstärker interaktionen mellan sändaren och ljuset. Forskarna producerade parallellt flera miljarder kopior av dessa par partiklar (i lösning) genom att styra positionen för den fluorescerande molekylen med nanometrisk precision, tack vare DNA-ryggraden. Dessa egenskaper går långt utöver de möjligheter som erbjuds av konventionella litografitekniker som för närvarande används vid design av mikroprocessorer. På längre sikt, sådan miniatyrisering kan möjliggöra utvecklingen av mer effektiva lysdioder, snabbare detektorer och mer kompakta solceller. Dessa nanokällor av ljus skulle också kunna användas i kvantkryptografi.