Zichtbaar licht schijnt op twee kleine siliconen cilinders, of een 'nanodimeer', op slechts 30 nanometer van elkaar geplaatst, produceert resonerende hotspots voor zowel de elektrische als magnetische velden, vindt een onderzoek van A*STAR-onderzoekers. Dit fenomeen kan mogelijk worden gebruikt om computerapparatuur aan te sluiten.

Eerder theoretisch werk had het bestaan ​​van dergelijke magnetische hotspots voorspeld, maar dit is de eerste keer dat ze experimenteel zijn waargenomen met zichtbaar licht in een nanodimeerconfiguratie (zie afbeelding), volgens hoofdauteur Reuben Bakker van het A*STAR Data Storage Institute. De onderzoekers berekenden numeriek de verwachte elektrische en magnetische resonanties en vonden een goede overeenkomst met de experimentele resultaten.

Het gebruik van licht om informatie te dragen, bekend als fotonica, is van cruciaal belang voor de aanhoudende groei van informatietechnologie. Helaas, de diffractielimiet van licht verhindert dat het wordt gericht op afmetingen die kleiner zijn dan de helft van de golflengte, die een limiet oplegt aan de minimale afmetingen van op fotonica gebaseerde apparaten.

Het gebruik van plasmonresonanties in metalen - resonerende collectieve oscillaties van geleidingselektronen - is voorgesteld als een manier om deze limiet te overwinnen. Echter, metalen die plasmonen ondersteunen zijn vaak 'lossy', wat betekent dat de afstand die het licht erin kan afleggen vrij beperkt is.

"Typisch in metaalfotonica, onderzoekers hebben het elektrische veld bestudeerd, " zegt Bakker. "Maar we kijken nu naar materialen in het subgolflengteregime (onder de diffractielimiet), waar we ook het magnetische veld kunnen creëren en manipuleren. Eigenlijk, het elektrische veld creëert een stroomlus in het nanodeeltje en deze stroomlus creëert de magnetische resonantie."

In staat zijn om het magnetische veld dicht bij de nanodimeer te manipuleren, biedt "een andere hefboom om aan te trekken, zodat licht doet wat we willen dat het doet, ' zegt Bakker.

Om dit effect te benutten, de nanodeeltjes moeten gemaakt zijn van een materiaal met een hoge diëlektrische constante, zoals silicium.

"We hebben de richting van silicium gekozen omdat het een hoge brekingsindex heeft en niet de verliezen heeft die metalen hebben, ', zegt Bakker. 'Maar silicium is misschien niet het definitieve antwoord. We weten hoe we met silicium moeten werken vanwege de industrie voor geïntegreerde schakelingen en het is goed, maar is het ook het beste? Dat zijn we nog aan het uitzoeken."

Bakker ziet dit werk als een stap in de richting van complexere systemen die mogelijk kunnen eindigen als nanoantennes of golfgeleidersystemen. "Dit nanodimeer is een tussenpersoon - het is op zich niet het meest bruikbare apparaat. We moeten ons begrip van deze systemen stapsgewijs opbouwen, " hij zegt.