Een internationaal team, onder leiding van Swinburne-onderzoekers, heeft een ultradunne nanostructuur gouden film - of meta-oppervlak - ontwikkeld met het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in de volgende generatie bio-sensing-chips.

Het nieuwe meta-oppervlak zou kunnen worden gebruikt om een ​​uiterst gevoelige diagnostische chip te maken om ziekten in kleine hoeveelheden lichaamsvloeistoffen op te sporen.

De onderzoekers, mede geleid door de oprichter en directeur van het Centre for Translational Atomaterials, Professor Baohua Jia en hoofd van het Nonlinear Physics Centre van de Australian National University (ANU), Professor Yuri Kivshar ontwikkelde onlangs het metaoppervlak, die in staat is tot sterke interactie tussen licht en materie met een hogere gevoeligheid.

De doorbraak in het onderzoek is gerapporteerd als het omslagverhaal in het tijdschrift Nano-letters , een maandelijks peer-reviewed wetenschappelijk tijdschrift gepubliceerd door de American Chemical Society.

Het meta-oppervlak bestaat uit een reeks staande meta-moleculen met dubbele pijlers die sterke resonanties in de donkere modus of elektromagnetische configuraties ondersteunen die lichtenergie kunnen 'vangen' en voorkomen dat deze ontsnapt. Als de donkere modi eenmaal opgewonden zijn, de structuur 'knijpt' licht in de toppen van de pilaren.

"Wanneer het meta-oppervlak wordt verlicht door licht onder bepaalde specifieke schuine hoeken, donkere modi kunnen worden opgewonden en ze kunnen alle energie van invallend licht 'vangen', wat leidt tot de hoogste veldverbeteringen aan de uiteinden van pilaren, ", zegt eerste auteur van het artikel en Swinburne PhD-kandidaat Yao Liang.

"Omdat de modus is gevangen en geperst, het veld wordt zo hoog dat een ultrahoge kwaliteitsfactor, de zogenaamde Q-factor die wordt gebruikt om te beschrijven hoe goed het apparaat het licht in het apparaat kan vangen, kan worden behaald, ", zegt co-auteur ANU promovendus Kirill Koshelev.

De sterke lichtveldverbetering in het infrarode moleculaire vingerafdrukgolflengtegebied heeft vele toepassingen.

"Bijvoorbeeld, het zou kunnen worden toegepast om een ​​ultracompacte en extreem gevoelige diagnostische chip te bouwen die ziekten kan detecteren in kleine bloed- of speekselmonsters, mensen helpen hun gezondheid in realtime te volgen, " zegt co-auteur van de South China Normal University, Dr. Fengchun Zhang.

De doorbraak laat een groot potentieel zien voor andere toepassingen, zoals ultrasnelle thermische beeldvorming en kwantumstralers.