تحت نفوذ درآوردن نانوآنتن‌های نوری کار آسانی نیست، اما محققان در آلمان ممکن است راه حلی برای آن پیدا کنند. رادولف براتسچیتس و همکارانش در دانشگاه کونستانز موفق شده‌اند که یک آنتن «پاپیونی» نانومقیاس طلای منفرد را تنظیم کنند که این امر با کنترل آن به‌وسیله نوک یک میکروسکوپ نیروی اتمی به‌صورت مکانیکی صورت گرفت. این روش راهی برای نانوافزاره‌های اپتومکانیکی جدیدی باز می‌کند که در آنها تغییرات نانومکانیکی خواص نوری را کنترل می‌کنند.
کنترل نانوآنتن نوری با نوک میکروسکوپ نیروی اتمی
|
تحت نفوذ درآوردن نانوآنتن‌های نوری کار آسانی نیست، اما محققان در آلمان ممکن است |
|
توانایی برای جفت کردن امواج الکترومغناطیسی در ابعاد فضایی خیلی کوچک‌تر از طول |
|
|
|
رادولف براتسچیتس در سمت چپ به یک مجموعه از تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی از این |
| این نانوآنتن‌های فلزی پهنایی در حد صد نانومتر دارند که حدود ده میلیون بار کوچک‌تراز انواع مشابه رادیویی خود هستند. هرچند این عناصر نوری نانومقیاس فقط نسخه‌های ساده کوچک‌شده‌ای از آنتن‌های رادیویی نیستند. در طول موج‌های صدها نانومتر، فلزاتی شبیه طلا و نقره به‌عنوان فلزات ایده‌آل عمل نمی‌کنند. براتسچیتس گفت: «برای فهمیدن چگونگی عملکرد نانوآنتن‌ها، ما نیاز به توانایی ساخت و تحت نفوذ بردن این ساختارها با دقت اتمی داریم؛ هدفی که رسیدن به آن با فناوری معاصر مشکل است. این محققان نشان داده‌اند که آنها می‌توانند طول و فاصله بین دو مثلث ایجادکننده یک نانوآنتن پاپیونی طلای منفرد را با تحت نفوذ بردن آن به‌وسیله نوک یک میکروسکوپ نیروی اتمی، به‌صورت مکانیکی تنظیم کنند. آنها هیچ «رزنانس آنتن» منفرد بی‌نظیری را پیدا نکردند، اما دو رزنانس دوقطبی مجزا را برای فاصله‌هایی به‌اندازه پهنای ده‌ها نانومتر، پیدا کردند. این در نتیجه جفت شدن الکترون‌ها روی دو بازوی نانوآنتن و شکل آنتن سه‌بعدی است. براتسچیتس توضیح داد:« برخلاف آزمایش‌های گزارش‌شده قبلی در زمینه ساختارهای نانوآنتن فلزی، ما قادر به مطالعه چگونگی خواص نوری این نانواشیای تکمیل‌شده، به عنوان تابعی از موقعیتشان بودیم. این حقیقت یافته‌های آزمایشگاهی ما را به‌طور مهمی کمّی‌تر از نتایج قبلی نشان می‌دهد.» طبق گفته این محققان، نتایج جدید برای جفت کردن تشدیدی نانوآنتن‌ها برای نانوانتشاردهنده‌های منفرد، از قبیل نقاط کوانتومی نیمه‌هادی، مولکول‌های منفرد یا نانوبلورهای الماس مفید خواهند بود. براتسچیتس گفت:« مطالعه ما همچنین دری را به روی نانوافزاره‌های اُپتومکانیکی جدید می‌گشاید. در این نانوافزاره‌ها تغییرات مکانیکی موجود روی نانومقیاس خواص نوری ساختارهای مصنوعی را کنترل می‌کنند.» تاکنون فقط خواص نوری خطی یک آنتن قابل تنظیم مطالعه شده‌است، اما اکنون دانشمندان خواص غیرخطی آن را نیز مورد بررسی قرار خواهند داد. براتسچیتس توضیح داد که این کار با استفاده از پالس‌های انتشاردهنده لیزر فمتوثانیه به کوتاهی ده فمتوثانیه، انجام خواهد شد ». این محققان نتایج کار خود را در مجله Nature Photonics منتشر کرده‌اند. |
