Nanocluster om magnetische plasmonen te geleiden

Licht scherpstellen op nanoschaal
Normaal gesproken kan licht niet worden gefocusseerd op een plek die kleiner is dan de diffractielimiet die de helft van de golflengte is. De afgelopen jaren zijn onderzoekers echter in deze richting geslaagd door het te koppelen aan plasmonische nanostructuren waarin geleidende elektronen collectief kunnen oscilleren aan het oppervlak van metalen, oppervlaktedeeltjesplasmonen genoemd. Het fenomeen wordt bestudeerd als onderdeel van een onderwerp dat bekend staat als "nanoplasmonica", gebaseerd op op maat gemaakte metalen nanostructuren.
Plasmonische golfgeleiders
Elektronenplasmonen worden gevormd wanneer elektronen heen en weer oscilleren (zoals een elektronendipool), terwijl magnetische plasmonen worden gevormd wanneer elektronen op een cirkelvormige manier oscilleren (zoals een magnetische dipool).
Magnetische plasmonische golfgeleidingsnetwerken zijn beter dan elektronische als het gaat om kleine afmetingen en ze zijn superieur aan hun fotonische tegenhangers omdat ze licht kunnen focussen op golflengten die dramatisch onder de zogenaamde diffractielimiet liggen.
Onderzoekers bij Rice University heeft magnetische, op plasma gebaseerde golfgeleiders gemaakt die zijn samengesteld uit "gefuseerde" organische moleculen die heptameren worden genoemd. Magnetische plasmonen kunnen zich voortplanten over afstanden van enkele microns langs een geconjugeerde keten van heptameren. De heptameren zijn kunstmatige moleculen die zijn samengesteld uit ringachtige componenten en genereren unieke ringstromen die rond de structuren circuleren wanneer ze worden belicht met licht van een laser die werkt op 1500 nm. De gefuseerde heptameren delen twee gouden nanodeeltjes die fungeren als een wederzijdse link voor een efficiënte stroomuitwisseling tussen de twee naburige heptameren,
Golfgeleidende netwerken Onderzoekers hebben aangetoond dat de gefuseerde heptameren kunnen worden gebruikt als bouwstenen voor magnetische plasmonische golfgeleidende netwerken en zijn erin geslaagd een stuurapparaat te maken dat plasmonen met grote hoeken om bochten kan leiden en een Y-splitter dan plasmonen langs twee afzonderlijke optische paden. De Y-splitter kan ook fungeren als een interferometrisch apparaat om de voortplanting van plasmon in en uit te schakelen.
Toepassingen
De structuren kunnen worden gebruikt als blauwdruk voor een nieuwe generatie fotonische apparaten op nanoschaal die toepassingen kunnen vinden in gebieden zoals energietransport met weinig verlies, gegevensopslag en nabije-veldmicroscopie. Er kunnen ook op maat gemaakte metalen nanostructuren worden gemaakt voor het maken van kleine opto-elektronische apparaten.