Onderzoekers van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign hebben aangetoond dat een reeks nieuw goud, pijler-bowtie nano-antennes (pBNA's) kunnen worden gebruikt als traditionele fotografische film om licht op te nemen over afstanden die veel kleiner zijn dan de golflengte van licht (bijvoorbeeld afstanden kleiner dan ~600 nm voor rood licht). Een standaard optische microscoop werkt als een "nanocamera", terwijl de pBNA's de analoge film zijn.

"In tegenstelling tot conventionele fotografische film, het effect (schrijven en uitharden) wordt in realtime gezien, " legde Kimani Toussaint uit, een universitair hoofddocent mechanische wetenschappen en techniek, die het onderzoek leidde. "We hebben aangetoond dat deze multifunctionele plasmonfilm kan worden gebruikt om optofluïdische kanalen zonder wanden te creëren. Omdat eenvoudige diodelasers en lage vermogensdichtheden voldoende zijn om nabije-veld optische informatie in de pBNA's vast te leggen, dit vergroot het potentieel voor optische gegevensopslagtoepassingen met gebruik van kant-en-klare, goedkoop, lees-schrijf lasersystemen."

"Particle manipulatie is de proof-of-principle toepassing, " verklaarde Brian Roxworthy, eerste auteur van het papier van de groep, "Multifunctionele plasmonische film voor het opnemen van optische intensiteit in het nabije veld, " gepubliceerd in het tijdschrift, Nano-letters . "Specifiek, het traject van ingesloten deeltjes in oplossing wordt geregeld door het patroon dat in de pBNA's is geschreven. Dit komt overeen met het creëren van kanalen op het oppervlak voor het geleiden van deeltjes, behalve dat deze kanalen geen fysieke wanden hebben (in tegenstelling tot die optofluïdische systemen waar fysieke kanalen zijn vervaardigd in materialen zoals PDMS)."

Om hun bevindingen te bewijzen, het team demonstreerde verschillende geschreven patronen - waaronder het "Block I" -logo van de universiteit en een korte animatie van een wandelende stokfiguur - die ofwel holografisch werden overgebracht naar de pBNA's of met een laser werden geschreven met behulp van stuurspiegels.

"We wilden de analogie laten zien tussen wat we hebben gemaakt en traditionele fotografische film, "Toussaint voegde eraan toe. "Hier zit een bepaalde coole factor in. Echter, we weten dat we slechts aan het oppervlak krabben, aangezien het gebruik van plasmonische film voor gegevensopslag op zeer kleine schaal slechts één toepassing is. Met onze pBNA's kunnen we zoveel meer doen, die we momenteel onderzoeken."

De onderzoekers merkten op dat de fundamentele bitgrootte momenteel wordt bepaald door de afstand tussen de antennes op 425 nm. Echter, de pixeldichtheid van de film kan eenvoudig worden verminderd door kleinere array-afstanden en een kleinere antennegrootte te fabriceren, evenals het gebruik van een scherper scherpstellende lens voor opname.

"Voor een standaard Blu-ray/DVD-schijfformaat, dat komt neer op in totaal 28,6 gigabites per schijf, " Roxworthy toegevoegd. "Met aanpassingen aan de array-afstand en antennefuncties, het is mogelijk dat deze waarde kan worden geschaald tot meer dan 75 gigabites per schijf. Laat staan, het kan worden gebruikt voor andere opwindende fotonische toepassingen, zoals lab-on-chip nanopincet of sensing."

"In onze nieuwe techniek, we gebruiken gecontroleerde verwarming via laserverlichting van de nanoantennes om de plasmonische respons onmiddellijk te veranderen, die een innovatieve maar gemakkelijke manier laat zien om ruimtelijk veranderende plasmonische structuren te fabriceren en zo een nieuwe weg opent op het gebied van op nanotechnologie gebaseerde biomedische technologieën en nano-optica, " zei Abdul Bhuiya, een co-auteur en lid van het onderzoeksteam.