پژوهشگران آلمانی روشی برای طراحی نانوآنتن مارپیچی شکل ارائه کردند که میتوان با استفاده از این روش نانوساختارهایی تولید نمود که با نور برهمکنش داشته و از آن برای تولید حسگر استفاده کرد.
روشی برای طراحی و ساخت نانوآنتن مارپیچی با کاربردهای خاص
برای اولین بار، محققان موسسه HZB نشان دادند که چگونه نانوآنتن فنری شکل میتواند با نور برهمکنش دهد. آنها مدل ریاضی را به کار بردند که میتواند شکل هندسی را محاسبه کند که در آن شکل نانوآنتن قادر خواهد بود تا کاربردهای ویژهای را در بخش فناوری حسگر یا فناوری اطلاعات داشته باشد.
این گروه تحقیقاتی با استفاده از نقره، نانوآنتن فنری شکلی ساختند که میتواند یک بعدی بوده و ساختار مارپیچی داشته باشد. آنها اقدام به مشخصهیابی این ساختار کرده، طول، قطر و تعداد پیچشها را در هر واحد طول بهدست آوردند.
این نانوفنر به شدت به نور حساس بوده و بسته به پلاریزاسیون و فرکانس نور میتواند با آن واکنش دهد. این نانوآنتن قادر به تشدید نور است. از آنجایی که این آنتن مارپیچی شکل تا حدی صلب است، میتواند کوانتاهای نور را بر حسب سختی خود انتخاب کند. این موضوع موجب بروز رفتارهای کاربردی مختلفی در این آنتن میشود و از آن میتوان در حوزههایی نظیر فناوری اطلاعات استفاده کرد. از دیگر ویژگیهای این آنتن، امکان استفاده از آن در بخش حسگری است که گونههای مولکولی متقارن را تا حد تک مولکول میتوان با آن شناسایی کرد.
معمولا، برهمکنش میان نانوآنتن با میدانهای الکترومغناطیس با استفاده از روشهای مختلفی قابل شناسایی است. هر شکل هندسی مارپیچی نیازمند محاسبات زیادی است. این گروه تحقیقاتی به رهبری هوفلیش راهکاری دقیق برای این مشکل ارائه کردند.
هوفلیش میگوید: «ما فرمولی ارائه کردیم که به ما میگوید چگونه میتوان یک نانوآنتن با پارامترهای ویژه بهمنظور برهمکنش با نور ساخت.»
این ابزار تحلیلی میتواند برای طراحی استفاده شود و با آن پارامترهای لازم برای رسیدن به ساختار مارپیچی نانومقیاس را بهمنظور تشدید امواج الکترومغناطیس تعیین کرد. این گروه تحقیقاتی میتوانند با استفاده از میکروسکوپ الکترونی اقدام به ساخت این نانوآنتن کنند. نانوآنتن ساخته شده با این روش از نظر ابعاد همخوانی مناسبی با محاسبات انجام شده دارد.