جدا کردن دو پرتو مختلف با استفاده از نانوآنتن

محققان سوئدی آنتن نازکی اختراع کردند که می‌تواند نورهای آبی و قرمز را در دو جهت مختلف هدایت کند. این دستگاه بسیار عجیب است زیرا ابعاد آن کوچکتر از طول موج نور مرئی است بنابراین نمی بایستی بتواند روی نور اثر گذارد. این کار می‌تواند منجر به توسعه حسگرهای نوری شود.

این که بتوان امواج الکترومغناطیس را با وسیله‌ای در ابعاد کمتر از طول موج آنها جفت کرد، اهمیت زیادی دارد. برای مثال می‌توان از این سیستم در رادیوهای بسیار کوچک استفاده کرد. اگر ابعاد این آنتن در حد نانو مقیاس کوچک شود آنگاه می‌توان از آن در قطعات نوری استفاده کرد. اگر بتوان چنین آنتن نوری بسازیم آنگاه ابزاری مناسب برای مصارف نانوفتونیک خواهیم داشت.
این دستگاه دارای مودهای پلاسمونیک است- نوسانات پیوسته الکترون‌های لایه هدایت فلز- که می‌تواند طوری تنظیم شود که با انتقال الکتریکی در نزدیک مولکول، تشدید شود. این مودهای پلاسمونیک هستند که جفت شدن میان نور نشر یافته بوسیله مولکول‌های همسایه و آنتن را جفت می‌کنند.
این دستگاه جدید که در دانشگاه چالمرز ساخته شده است، یک نانوآنتن دو فلزی است که دو نوع نانوذره مختلف ( طلا و نقره) در فاصله ۲۰ نانومتری یکدیگر، روی سطح شیشه قرار گرفته‌اند. وجود این دو نوع فلز موجب می‌شود تا دستگاه بتواند دو نور مختلف را در جهت‌های مخالف هم پراش دهد.
تیمور شقائی می‌گوید کلید موفقیت در این پروژه آن است که تغییر فاز نوری در این دستگاه اتفاق می‌افتد. دلیل این موضوع آن است که نانوذرات نقره و طلا دارای خواص نوری متفاوتی هستند و همچنین دارای رزونانس پلاسمونی مختلفی خواهند بود. این بدین معناست که الکترون‌های آزاد در نانوذرات می‌توانند با فرکانس نوری که به دستگاه اعمال می شود، نوسان کنند.
نور قرمز دارای فرکانسی بین تشدید پلاسمونی طلا و نقره است، یعنی نانوذرات در خارج از فاز یکدیگر نوسان می‌کنند که این موضوع موجب می‌شود تا نور به‌سمت نانوذره طلا سوق پیدا کند. زمانی که از نور آبی استفاده می‌شود، شرایط برعکس شده و نور به‌سمت نانوذره نقره حرکت می‌کند.
نانوپلاسمونیک، حوزه‌ای است که در حال رشد بوده و با استفاده از آن می‌توان رفتارهای نور مرئی را در مقیاس نانو توسط نانوساختارهای فلزی کنترل کرد. اکنون محققان یک پارامتر کاملا جدید در دست دارند، ترکیب شیمیایی نامتقارن مواد، که با آن می‌توانند نور را تحت کنترل در آورند.
نتایج این تحقیق در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.