Темные плазмоны обладают способностью проводить энергию

Темные плазмоны обладают способностью проводить энергию

Согласно исследователям из университета Райс, микроскопические каналы наночастиц золота могут проводить электромагнитную энергию, возникающую в виде света и распространяющуюся при помощи «темных плазмонов».

В новой статье журнала «NanoLetters»Американского химического общества говорится о том, что даже беспорядочные скопления наночастиц в решетках толщиной 150 нанометров могут быть преобразованы в волноводы и проводить сигналы на порядок лучше того, что было достигнуто в предыдущих экспериментах. Эффективная проводимость энергии по микрометрической шкале поможет в значительной степени усовершенствовать оптоэлектронные приборы.

В лаборатории Стивена Линка, доцента кафедры химии и электронной и компьютерной инженерии университета Райс, был разработан способ нанесения узких линий наночастиц золота на стекло. Эти линии наночастиц могут проводить сигнал от одной наночастицы к другой намногие микроны –намного дальше, чем в предыдущих экспериментах –приблизительно так же эффективно, как в экспериментах с использованием золотых нанопроводов.

По словам Линка, намного легче построить сложные волноводные структуры при помощи цепочек наночастиц. Он и его помощники использовали электронный луч для того, чтобы разрезать крошечные каналы и получить полимер на стеклянной подложке, придавая форму линиям наночастиц. Наночастицы золота были помещены в каналы при помощи капиллярных сил. Когда остатки полимера и случайные наночастицы были смыты, линии остались, и частицы в них располагались на расстоянии лишь нескольких нанометров друг от друга.

Плазмоны – это волны электронов, двигающиеся по поверхности металла подобно воде в пруду, если их потревожить. Возмущение может быть вызвано внешним источником электромагнитного излучения, например, светом. Соседние наночастицы сцепляются между собой там, где взаимодействуют их электромагнитные поля, что позволяет передавать сигнал от одной наночастицы к другой.

Линк утверждает, что темные плазмоны можно охарактеризовать как не имеющие результирующего дипольного момента, что не позволяет им сцепляться со светом. Но, по его словам, «эти формы не полностью темные, особенно при разупорядочении. Даже всубрадиационных формах присутствуют незначительные дипольные колебания».

Линк заявляет: «наш основной аргумент заключается в следующем: если возможно сцепление с этими субрадиационными формами, то потери на рассеяние меньше, в результате чего возможно распространение плазмонов на большие расстояния. Таким образом, передача энергии осуществляется на большие расстояния, чем раньше, когда использовались цепочки металлических частиц».

Чтобы узнать, насколько далеко осуществляется передача энергии, Линк и его помощники покрыли линии длиной 15 микрон флуоресцирующим красителем и использовали метод фотообесцвечивания, разработанный в его лаборатории, для измерения расстояния, на которое распространяются плазмоны, возбужденные лазером.По его словам, «распространение плазмонов ослабевает экспоненциально. На расстоянии четырех микрон интенсивность составляет только треть от начального уровня».

Линк утверждает, что, «хотя такое расстояние довольно мало в сравнении с обычными оптическими волноводами, в миниатюрных схемах достаточно покрывать небольшие расстояния. Возможно, в системе удастся применить усилитель, что позволит увеличить дальность распространения плазмонов. То, что мы сделали, уже значительное достижение в области манипуляций с цепочками наночастиц».

По словам Линка, серебряные нанопровода показали лучшую проводимость плазмоновых волн, чем золотые – до 15 микрон, что равняется примерно одной шестой толщины человеческого волоса. Он уверен, что «если экспериментировать с серебряными наночастицами, можно достичь намного большей проводимости и, возможно, в более сложных структурах. Мы сможем использовать эти волноводы наночастиц для связи с другими компонентами, такими как нанопровода в структурах, чего нельзя достичь другим способом».

 

EnergyDaily, перевод с английского – Наталья Пристром

http://www.energy-daily.com/reports/Dark_plasmons_transmit_energy_999.html

  • Дата публикации: 15.02.2012
  • 193

Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться