نانوآنتن هایی برای سوئیچ های نوری فوق سریع

نوع جدیدی از سوئیچ های نوری فوق سریع بر اساس نانوآنتن های پلاسمونیکی توسط پژوهشگرانی از اسپانیا، فرانسه و انگلستان اختراع شد. این افزاره از دو نانولوله فلزی نزدیک به هم که بین آنها یک سیلکون بی شکل قرار گرفته است، تشکیل شده و می تواند با قرار گرفتن در معرض نور از حالت خازنی به حالت رسانا سوئیچ شود.

نوع جدیدی از سوئیچ های نوری فوق سریع بر اساس نانوآنتن های پلاسمونیکی توسط
پژوهشگرانی از اسپانیا، فرانسه و انگلستان اختراع شد. این افزاره از دو نانولوله
فلزی نزدیک به هم که بین آنها یک سیلکون بی شکل قرار گرفته است، تشکیل شده و می
تواند با قرار گرفتن در معرض نور از حالت خازنی به حالت رسانا سوئیچ شود. این سوئیچ،
که در انرژی های بسیار کم با مقادیر پیکوژول کار می کند، می تواند در مدارهای نوری
مجمتع و نیز افزاره های اطلاعات کوانتومی کاربردهایی داشته باشد.

 

سوئیچ‌های نانوآنتنی؛ چگونگی کار این سوئچ‌ها نشان داده شده است.

 

آنتن های موجود برای انتقال امواج رادیویی و تلوزیونی استفاده می شوند ولی می توان
با کوچک تر کردن ابعاد آنتن ها از آنها برای انتقال امواج نوری نیز استفاده کرد.
این به خاطر آن است که آنتن ها با به کارگیری بارهای نوسان کننده در طول آنتن کار
می کنند و این بدان معنی است که اندازه آنها باید با طول موج تابش الکترومغناطیسی
که می خواهند منتقل کنند، مطابقت داشته باشد.

آنتن های نوری می توانند برای کنترل نور در نانومقیاس استفاده شوند و تبدیل به
ابزار مهمی در جهت توسعه کاربردهای نانوفوتونیک در آینده گردند. این افزاره ها
دارای “مدهای پلاسمونیکی” هستند که می توانند با فرکانس تشدیدی گذارهای الکترونیکی
مولکول های مجاور تنظیم شوند. این مدهای پلاسمونیکی هستند که جفت شدگی بین نور
تابیده شده از مولکول های همجوار و آنتن ها را افزایش می دهند.

اوتو ماسکنز و همکارانش از دانشگاه ساث آمپتون یک افزاره پلاسمونیکی طراحی کرده اند
که از یک آنتن دوقطبی که دارای دو بازوی رساناست، تشکیل شده است.

هنگامی که نور به آنتن تابیده می شود از حالت خازنی به حالت رسانا تبدیل می گردد.
زیر آستانه سوئیچ، تشدیدهای نیم موجی منفردی روی دو بازو وجود دارد. بالای آستانه
سوئیچ، بازوهای آنتن به هم جفت می شوند و شروع به رسانش الکریسیته می کنند. ماسکنز
می گوید که این امر منجر به یک مد کاملاً جدیدی می گردد که در آن یک تشدید نیم موج
روی کل نانوآنتن ایجاد می شود. این تشدید نیم موج در طول موج های نوری بلندتر اتفاق
می افتد و پل فوتورسانایی که در شکاف بین دو بازوی آنتن قرار دارد، می تواند فرایند
سوئیچ را امکانپذیر کند.

این محققان نتایج خود را تحت عنوان “نانوآنتن پلاسمونیکی بارگذاری شده به صورت
فوتورسانای بعنوان جزء سازنده برای سوئیچ های نوری بسیارفشرده” در مجله ی Nano
Letters منتشر کرده اند.