Onderzoekers van de Tomsk Polytechnic University hebben met Russische en Deense teams experimenteel een plasmonisch nanojet-effect kunnen bevestigen dat eerder in de praktijk was voorspeld. Met behulp van een eenvoudige methode, ze concentreerden oppervlakteplasmongolven in een straal en legden deze vast met een microscoop. In de toekomst, het effect van plasmoncompressie kan optische elektronica concurrerend maken en de oprichting van een optische computer stimuleren. De studie is gepubliceerd in Optica Letters .

Onderzoekers van over de hele wereld werken aan computertechnologie op basis van optische straling. Het is geen elektrische stroom die wordt gebruikt om te werken en informatie te verzenden, maar licht. Optische computers zouden zelfs sneller moeten zijn dan de snelste machines die momenteel bestaan. Echter, vandaag blijven deze ontwikkelingen onaangeboord. Een van de problemen is de miniaturisering van fotonische elementen, aangezien hun afmetingen nog altijd groter zijn dan die van elektronische tegenhangers.

"De logische elementen van conventionele moderne processors zijn tientallen micrometers groot. Optische elektronica kan concurrerend worden op voorwaarde dat we licht kunnen comprimeren tot een nanoschaal, " zegt Igor Minin, projectleider, hoogleraar van de TPU-divisie voor Electronic Engineering.

"Dit probleem kan worden opgelost als we van fotonen naar plasmonpolaritonen aan het oppervlak komen, speciale elektromagnetische golven die zich langs de grens van metaal en lucht of een diëlektricum kunnen voortplanten. Eerder, we hebben theoretisch de implementatie van een plasmonisch nanojet-effect voorspeld en nu zijn we erin geslaagd om het experimenteel te bewijzen."

De onderzoekers gebruikten bij de experimenten een dun laagje goud. Een 5 bij 5 micrometer vierkant deeltje van diëlektrisch materiaal werd op het oppervlak geplaatst voor een telecommunicatiegolflengte. het deeltje, verkregen door Deense wetenschappers, werd een microlens die in staat was om plasmonen in een zeer klein gebied te focussen in de vorm van een jet op nanoschaal.

De plasmon-nanojet werd vastgelegd met een microscoop aan het Moscow Institute of Physics and Technology.

"In tegenstelling tot driedimensionale fotonenstraal (de zogenaamde foton-nanostructuur), plasmonstraal is tweedimensionaal. De afmetingen zijn kleiner, waardoor toekomstige apparaten op basis van dit effect compacter kunnen worden. Bovendien, elektromagnetische straling kan in een zeer klein gebied worden gelokaliseerd. De eenvoud van het verkrijgen van gelokaliseerde plasmonstralen biedt ruime mogelijkheden voor hun praktische toepassing, bijvoorbeeld, in superresolutiemicroscopen, voor het maken van biosensoren, en in biologische studies waar moleculaire controle vereist is. We hebben slechts de eerste van een reeks geplande experimentele resultaten gepubliceerd, ' Zegt Igor Minin.