انتقال انرژی با پلاسمون تاریک

محققان آمریکایی با استفاده از نانوذرات طلا، سیستمی برای انتقال امواج تولید کردند. برای تولید این ساختار، روی یک پلیمر الگوهای مورد نظر ایجاد شده و سپس پلیمر شسته می‌شود. آنچه باقی می‌ماند خطوطی نازک از نانوذرات روی زیرلایه شیشه است. این سیستم قادر است سیگنال‌ها را به مسافت‌های دورتری نسبت به سیستم‌های فعلی انتقال دهد.

محققان آمریکایی با استفاده از نانوذرات طلا، سیستمی برای انتقال امواج
تولید کردند. برای تولید این ساختار، روی یک پلیمر الگوهای مورد نظر ایجاد
شده و سپس پلیمر شسته می‌شود. آنچه باقی می‌ماند خطوطی نازک از نانوذرات
روی زیرلایه شیشه است. این سیستم قادر است سیگنال‌ها را به مسافت‌های
دورتری نسبت به سیستم‌های فعلی انتقال دهد.

در مقاله‌ای که اخیرا توسط محققان دانشگاه رایس در نشریه Nano Letters به
چاپ رسیده است چنین گزارش شده است که آرایه‌هایی نامنظم از نانوذرات طلا که
دارای ابعادی در حد ۱۵۰ نانومتر هستند می‌توانند همانند یک دستگاه انتقال
موج عمل کرده و سیگنال‌ها را با سرعتی چند ده برابر دستگاه‌های معمولی
انتقال دهد. با این کار می‌توان انتقال انرژی را در ادوات اپتوالکترونیکی
بهبود داد.

 
برای این کار پژوهشگران دپارتمان مهندسی برق و شیمی راهی یافتند که با استفاده از
آن بتوان نانوذرات طلا را به‌صورتی خطی روی یک زیرلایه شیشه قرار دهند. این خطوط
نانوذرات قادرند سیگنال‌ها را از یک نانوذره به نانوذره دیگر در مسیرهایی چند
میکرونی انتقال دهند که این مقدار با مقادیری که پیش از این به‌دست آمده تفاوت
زیادی دارد.

لینک، از محققان این پروژه می‌گوید تولید ساختارهایی با شکل هندسی مختلف با استفاده
از نانوذرات طلا بسیار ساده است. این گروه تحقیقاتی از پرتوهای الکترونی برای ایجاد
کانال روی پلیمر استفاده کردند، این پلیمرها روی شیشه هستند. با این کار می‌توان
نانوذرات را به اشکال مختلف روی شیشه ایجاد کرد. نانوذرات طلا را می‌توان با
استفاده از نیروی ستونی به شکل کانال درآورد. زمانی که پلیمرها از سطح شیشه شسته
می‌شوند، خطوط نانوذرات طلا روی سطح باقی می‌ماند. فاصله این نانوذرات از هم تقریبا
چند نانومتر است.

پلاسمون به امواج الکترونی گفته می‌شود که در صورت اعمال یک تحریک خارجی ایجاد
می‌شود. منشاء این تحریک می‌تواند امواج الکترومغناطیس باشد. زمانی که امواج
الکترومغناطیس نظیر نور تابیده می‌شود، نانوذرات با هم برهمکنش داده که با این کار
سیگنال‌ها را از خود عبور می‌دهند.

لینک می‌گوید پلاسمون‌های تاریک فاقد دوقطبی خالص بوده که با این کار دیگر امکان
برهمکنش با نور وجود نخواهد داشت. اما پلاسمون‌های مورد استفاده در این پروژه
به‌طور کامل تاریک نیستند به‌خصوص در حالتی که بی‌نظمی وجود داشته باشد. بنابراین
ما قادر هستیم انرژی را در مسافت‌های خیلی طولانی‌تر از آنچه که تاکنون دیده شده،
انتقال دهیم.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Electromagnetic Energy Transport in
Nanoparticle Chains via Dark Plasmon Modes در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده
است.