Построены наноантенны для квантовых точек

Физики из Каталонского института передовых исследований (ICREA) и института фотоники (ICFO) ухитрились приладить к микроскопическим объектам, излучающим свет, столь же крошечные антенны, подобные тем, что работают в радиолокации и телевидении.

По принципу действия новинка похожа на направленные телеантенны (на снимке) метрового диапазона, с той разницей, что работает в микрометровой области спектра (фото Enoch Lau).
По принципу действия новинка похожа на направленные телеантенны (на снимке) метрового диапазона, с той разницей, что работает в микрометровой области спектра (фото Enoch Lau).

Наноразмерные кристаллы — квантовые точки — могут стать основой для чувствительных датчиков, реагирующих люминесценцией на крошечные концентрации того или иного вещества. Проблема в том, что такой свет трудно уловить, поскольку он слаб, а исходит во всех направлениях.

Испанские учёные нашли способ обойти проблему, построив нановерсию антенны типа "волновой канал", или антенны Яги (Yagi-Uda antenna). Такие нередко можно встретить на крышах домов. Но если в классических антеннах Яги роль ключевых элементов — вибраторов — исполняют макроскопические проводники размером порядка метра, то в системе испанцев — это золотые стержни нанометрового размера, лежащие на стеклянной подложке.

Их удалось получить при помощи фотолитографии. Длина одной такой антенны Яги составляет 830 нанометров. Отдельные вибраторы длиной 145 нм в ней отделены зазорами в 175 нм. Главное же новшество в том, что, применив фотолитографию второй раз, авторы устройства сумели добавить к таким антеннам излучающие наночастицы.

Благодаря своему положению квантовая точка (красный шарик) оказывается "сцепленной" с ближним полем наноантенны Яги (ряд жёлтых брусков). Возникает плазмонный резонанс (синхронные колебания электронов на поверхности золотых наночастиц), который повышает эффективность системы и превращает "ненаправленную" квантовую точку в узконаправленный эмиттер (иллюстрация ICFO).
Благодаря своему положению квантовая точка (красный шарик) оказывается "сцепленной" с ближним полем наноантенны Яги (ряд жёлтых брусков). Возникает плазмонный резонанс (синхронные колебания электронов на поверхности золотых наночастиц), который повышает эффективность системы и превращает "ненаправленную" квантовую точку в узконаправленный эмиттер (иллюстрация ICFO).

Исследователи создали несколько наноантенн и показали, что, выбирая геометрические параметры, можно точно настраивать их на резонанс с излучением тех или иных квантовых точек, примерно так, как происходит настройка на телеканал. Кстати, как гласит пресс-релиз ICFO, команда испанских учёных предполагает, что их световые наноантенны будут так же хорошо работать и на приём.

Подробности опытов можно найти в статье в Science.






Интересные новости
Вплине на вимірювання часу: танення льодовиків сповільнило обертання ЗемліВплине на вимірювання часу: танення льодовиків сповільнило обертання Землі
Вчені розповіли, чому «зірки-невдахи» часто самотніВчені розповіли, чому «зірки-невдахи» часто самотні
Блок рекламы


Похожие новости

Искусственные дефекты в квантовых материалах могут придать им свойства сверхпроводника
Создана платформа для квантовых вычислений, совместимая с оптоволоконными сетями
Intel представила криогенный квантовый контроллер Horse Ridge II, который упростит создание мощных квантовых компьютеров
IBM обещает ежегодно удваивать производительность квантовых компьютеров
Ученые нашли способ увеличить производительность квантовых компьютеров
Imec и CEA-Leti будут вместе двигать Европу в мир ИИ и квантовых компьютеров
IBM намерена запустить сервис квантовых вычислений в 2017 году
Микроволнам прочат большое будущее в квантовых компьютерах
Ученые совершили большой прорыв в развитии квантовых компьютеров
Исследователи пролили свет на измерение квантовых точек
Последние новости

Подгружаем последние новости