تولید و دستکاری نانوساختارهای ستونی روی سطح سیلیکون

محققان موفق به تولید نانوآنتن‌های فلزی روی سطح دی‌اکسید سیلیکون شدند. آن ها با استفاده از میکروسکوپ SEM این نانوآنتن‌ها را به حرکت در آورده و خواص نوری شان را تغییر دادند.

پژوهشگران دانشگاه ایلینویز موفق به تولید نانوآنتن‌های ستونی پاپیونی شکل شدند. این نانوآنتن‌های فلزی روی سطح دی‌اکسید سیلیکون پرورش داده شدند. این گروه نشان دادند که می‌توان فاصله میان نانوآنتن‌ها را تا ۵ نانومتر کاهش داد. توسانتی از محققان این پروژه می‌گوید: «اخیراً بسیاری از پژوهشگران علاقه‌مند به تولید سطوح نانوالگودار فلزی شده‌اند تا از آن برای تغییر برنامه‌ریزی شده نور استفاده کنند به طوری که نور بعد از برخورد با این سطح خواص تازه‌ای پیدا کند. در این راهبرد، می‌توان ساختار نانوآرایه‌ای تولید کرد و سپس از آن برای تغییر پیکربندی پلاسمونیک سطح استفاده کرد با این کار خواص نوری آنتن را می‌توان به نحوه دلخواه تنظیم کرد. بنابراین می‌توان قبل یا بعد از تولید، درباره چگونگی رفتار آنتن تصمیم گرفت و آن را به دلخواه اصلاح کرد.»
پژوهشگران این پروژه معتقداند که این پروژه سه مزیت بزرگ دارد. اول این که می‌توان با استفاده از نتایج آن نانوآنتن‌هایی تولید کرد که پاسخ‌های نوری (پلاسمونیک) قابل تنظیمی دارند همچنین امکان تولید آنتن‌های منفرد بسیار کوچک در حد ۲۵۰ نانومتر فراهم می‌شود، دوم این که امکان تولید نانوابزار فتونیکی برای دستکاری ذرات و شناسایی آن‌ها فراهم می‌شود. سومین مزیت این روش آن است که می‌توان با این ابزار پدیده‌های گرمایی، الکترومغناطیسی و مکانیکی سیستم‌های نانومقیاس را مطالعه کرد.
روکس ورسی از دیگر محققان این پروژه می‌گوید: «الکترون‌های عبوری موجب برانگیختگی مودهای پلاسمونیک می‌شوند که این فرآیند، تغییر نانوآنتن‌ها را تسهیل می‌کند. این برانگیختگی باعث ایجاد نیرویی در حد چند نانونیوتن روی ذرات فلزی می‌شود. ما در این پژوهش سیستم اپتومکانیکی ارائه کردیم که می‌توان با آن میدان پلاسمونیکی را بهبود داد و در نهایت حرکت مکانیکی ایجاد کرد. در واقع ما با اعمال پرتو الکترونی موفق به دستکاری نانوذرات شدیم که مقدار این حرکت بسیار بیشتر از حدی بود که تا کنون در مقالات گزارش شده است.»
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که می‌توان با استفاده از پرتو الکترونی در میکروسکوپ SEM، ساختارها یا گروه‌های نانوآنتنی پاپیونی را تغییر شکل داد که این کار با سرعت ۶۰ نانومتر در ثانیه انجام می‌شود.