Forskare från Tomsk Polytechnic University tillsammans med ryska kollegor och forskare från Danmarks Tekniska Universitet har för första gången experimentellt bevisat förekomsten av ett tvådimensionellt (2D) krökt flöde av plasmoniska kvasipartiklar, en plasmonisk krok. En platt 2D-krok är mindre än en 3D-krok och har nya egenskaper, på grund av dem, forskarna anser att den är den mest lovande sändaren i höghastighetsmikrooptiska kretsar. Forskningsresultaten publiceras i Bokstäver i tillämpad fysik tidning.

Elektroner överför information i befintliga beräkningsenheter. Forskarna antar att om elektroner ersätts med fotoner, ljus kvanta, det kommer att vara möjligt att överföra data bokstavligen med ljusets hastighet. För att mikrooptiska kretsar och optiska datorer skulle bli vanliga enheter och massproduceras, det krävs för att hitta ett sätt att komprimera ljus till nanoskalan.

"Vi letar efter nya typer av krökta vågflöden, som kan lösa denna uppgift. Tidigare, vi simulerade och bevisade experimentellt förekomsten av fotoniska och akustiska krokar och nu har vi bevisat existensen av en plasmonisk krok. Nu för tiden, det är den mest lovande metoden att sända en signal. Den plasmoniska våglängden är kortare än en 3D-våglängd i fritt utrymme och området för strålningslokalisering är i nanoskala. Det är en avgörande indikator för miniatyrisering, "Igor Minin, Professor vid TPU-avdelningen för elektronikteknik, en handledare för forskningsarbetet, säger.

Författarna till artikeln fick en platt plasmonisk krok med hjälp av ett enkelt och billigt fokuseringselement. Den platta plasmoniska kroken är en asymmetrisk dielektrisk partikel med storleken 4-5 μm och ca 0,25 μm tjock. Enligt forskarna, participformen kan vara olika, I detta fall, det var en mikrokub med ett dockat prisma. Denna partikel placerades på den 0,1 μm tjocka guldfilmen, på andra sidan av filmen, diffraktionsgittret avsattes.

Under experimenten, laserstrålen riktades mot diffraktionsgittret. Plasmonresonans inträffade bredvid ytan av diffraktionsympan under solljus, det vill säga solljuset omvandlades till plasmoniska vågor. Dessa vågor passerade genom den asymmetriska dielektriska partikeln fokuserad i en 2D-böjd stråle.

"Vi fick en 2D-böjd stråle på grund av en speciell form av en dielektrisk partikel. En av mekanismerna för sub-wave strukturerad fokusering är baserad på fenomenet med en plasmonisk nanojet som vi lyckades fixa experimentellt för första gången tidigare. När vi flytta ledigt 3D-utrymme till plasmonpolaritoner, med andra ord, 2D-utrymme, materiens kvantnatur avslöjar. Det tillåter implicit att implementera nya möjligheter att kontrollera interaktionen mellan materia och ljus, till exempel, att implementera biosensingsmetoder baserade på detektion av mikro- och nanopartiklar, biomolekyler i närområdet. Självklart, det är för tidigt att tala om tillämpningen av resultat, det är en uppgift för framtida forskning. Därför, all forskning och experiment för att överföra signaler baserade på optiska principer är fortfarande i praktiken av grundforskning. Forskare inom olika områden kommer att behöva övervinna många utmaningar för att skapa, till exempel, en produktiv optisk dator eller till och med effektiva mikrokretsar. För att övervinna dessa utmaningar, 10 till 15 år kan spenderas, "Igor Minin, TPU professor, initiativtagare till forskningsarbetet, säger.