طبق محاسبات جدید محققان دانشگاه نورث‌وسترن، با استفاده از فیزیک پلاسمون‌ها، می‌توان نور را در مقیاس نانومتری هدایت و کنترل کرد. به عقیده این محققان می‌توان منابع نوری در مقیاس نانومتری تولید کرد که دارای خواص همدوسی و قطبی قابل کنترل باشند. این قبیل منابع نوری می‌توانند در ساخت افزاره‌های تمام نوری، از حسگرها و سوئیچ‌ها گرفته تا لنزهای دقیق و افزاره‌های ذخیره‌سازی اطلاعات، دارای اهمیت بالایی باشند.
کنترل نور با استفاده از آرایه‌های منظم نانوذرات
|
طبق محاسبات جدید محققان دانشگاه نورث‌وسترن، با استفاده از فیزیک پلاسمون‌ها، می‌توان نور را در مقیاس نانومتری هدایت و کنترل کرد. به عقیده این محققان می‌توان منابع نوری در مقیاس نانومتری تولید کرد که دارای خواص همدوسی و قطبی قابل کنترل باشند. این قبیل منابع نوری می‌توانند در ساخت افزاره‌های تمام نوری، از حسگرها و سوئیچ‌ها گرفته تا لنزهای دقیق و افزاره‌های ذخیره‌سازی اطلاعات، دارای اهمیت بالایی باشند. |
|
ماگیم ساخاری و تامار سیدمان از نورث‌وسترن با استفاده از الگوریتم ژنتیکی و کدهای موازی‌شده که به طور عددی معادلات ماکسول الکتروددینامیک کلاسیک را حل می‌کنند، نشان داده‌اند که از خواص همدوس پلاسمون‌ها (نوسانات جمعی الکترون‌های رسانش در نانوذرات فلزی) می‌توان در کنترل انتشار نور استفاده کرد؛ به‌عنوان مثال آنها با استفاده از اتصال T- شکل نانوکره‌های نقره، نشان داده‌اند که قطبش نور به‌تنهایی می‌تواند مسیر انتشار نور را بین کره‌ها کنترل کند. این طرح ساده می‌تواند به‌عنوان یک سوئیچ اپتیکی یا یک معکوس‌کننده استفاده شود که ممکن است این ساختار از محدودیت‌هایی که پدیده پراش ایجاد می‌کند، به دور باشد. همچنین محققان نشان داده‌اند که نور تابیده‌شده به بلور‌های پلاسمونی را (آرایه منظم و دوره‌ای از نانوذرات) می‌توان با این آرایه به دام انداخت. علاوه بر این، متناسب با هندسه بلور، می‌توان نور را در یک اسلوب حساس به‌طور موج، متمرکز یا هدایت کرد. تامار سیدمان می‌گوید: ساخت این قبیل منابع نوری در مقیاس نانومتری با خواص همدوسی و قطبی قابل کنترل، نتیجه دیگری است که انتظار داریم مفاهیم جالبی در خیلی از زمینههای علم داشته باشد. این قبیل چشمه‌ها قادر به گسترش و پیشرفت زمینههای مختلف علم اپتیک از دنیای میکرو به دنیای نانو هستند. توانایی این محققان برای طراحی این افزاره‌های نانومتری پلاسمونی با عملکردهای مورد نظر، امکان ساخت و تولید این افزاره‌ها را فراهم می‌آورد. این توانایی علاوه بر پیش‌بینی پاسخ اپتیکی افزاره، شامل طراحی الگوی مورد نیاز با کارایی خوب افزاره است. این افزاره‌ها گستره وسیعی از حسگرها و سوئیچ‌ها تا لنزها و افزاره‌های ذخیره‌سازی اطلاعات را شامل می‌شود. یکی از این محققان می‌گوید: «دلایلی که باعث شد مجذوب این افزاره‌ها شویم،عبارت بود از کنترل مسیرهای امواج نوری در بخش‌های داخلی آرایه‌ها، به دام انداختن آنها و باریک کردن نور در بلور‌های پلاسمونی ریز». این گروه تحقیقاتی هم‌اکنون امیدوار است که قطعاتی فوق سریع بر پایه فیزیک نانوپلاسمون‌ها تولید کند. پروژه‌های دیگری که این گروه در دست اجرا دارد عبارتند از: ۱- ساخت چشمه‌های همدوس متراکم در مقیاس نانومتری با قطبش قابل کنترل ۲- مطالعه و بررسی دینامیک اتم‌های مجزا و مولکول‌ها در حضور میدان الکترومغناطیسی حاصل از پلاسمون‌ها ۳- طراحی ترکیبی از ساختارهای نانومتری (ترکیبی از نیم‌رساناها و رساناها) با خواص اپتیکی از قبل تعیین‌شده این محققان نتایج کار خود را در مجله Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. منتشر کرده‌اند |
