Физики научились контролировать плазмоны

Плазмоны попадают с двух сторон в особую поглощающую структуру из слоистого наноматериала. Изображение предоставлено авторами исследования

Ученые из МФТИ научились поглощать поверхностные плазмоны — электромагнитные волны, которые распространяются по поверхности металлов. Это позволит контролировать плазмоны и в будущем использовать их в оптических линиях передачи информации и в миниатюрных биологических и химических сенсорах.

Поверхностные плазмоны — это электромагнитные волны, которые распространяются по границе металла и воздуха, если металл облучить светом. Такая электромагнитная волна оказывается «запертой» в тонком приграничном слое, с толщиной, не превышающей нескольких сотен нанометров, — в несколько раз меньше длины волны. Это исключительная ситуация, потому что обычно свет нельзя локализовать в объеме, с размерами существенно меньше длины волны излучения. Благодаря такому поведению плазмоны можно применять в микроскопии и биосенсорах, где из-за малых размеров объектов (отдельные молекулы) длина волны имеет решающее значение. Кроме того, плазмоны — перспективный кандидат на роль переносчика информации в вычислительных устройствах нового поколения.

Для обработки информации, которую переносят плазмонные волны, нужно уметь плазмонами манипулировать — отражать, фокусировать, разделять и перенаправлять. За последние десять лет созданы структуры, которые управляют плазмонными волнами, и теперь ученые занялись последним этапом на пути к полному контролю над плазмонами — поглощением плазмонов.

Если плазмонная волна встретит на своем пути препятствие, часть волны отразится, а это помешает передаче сигнала. Чтобы преодолеть эту трудность, исследователи из МФТИ разработали конструкцию поглощающей наноструктуры, которая интегрирована в плазмонный волновод — устройство для передачи плазмонной волны. Материал, который использовали физики, поглощает плазмонную волну почти полностью, до 99,99%.

Статья опубликована в одном из старейших научных журналов — Annalen der Physik, который издается с 1799 года.
Теги:

Читать еще на Чердаке: