Por primera vez, un equipo de HZB ha deducido analíticamente cómo las nano antenas en forma de sacacorchos interactúan con la luz. La herramienta matemática se puede utilizar para calcular la geometría que debe tener una nano antena para aplicaciones específicas en tecnología de sensores o tecnología de la información.
Las nanoestructuras del equipo HZB de Katja Höflich tienen forma de sacacorchos y están hechas de plata. Matemáticamente, esta nano antena puede considerarse como una línea unidimensional que forma una hélice, caracterizada por parámetros como el diámetro, la longitud, el número de vueltaspor unidad de longitud y mano.
Los sacacorchos nano son muy sensibles a la luz: dependiendo de la frecuencia y la polarización, pueden mejorarlo fuertemente. Debido a que las antenas helicoidales tienen una mano, pueden seleccionar cuantos de luz de acuerdo con su mano, es decir, su giro. Esto resulta en nuevas aplicaciones entecnología de la información basada en el número cuántico de rotación de la luz. Otra aplicación puede ser la tecnología de sensores para detectar especies moleculares quirales hasta el nivel de molécula única.
Por lo general, la interacción de tales nano-antenas con un campo electromagnético se determina mediante métodos numéricos. Sin embargo, cada geometría de hélice requiere un nuevo cálculo numéricamente costoso.
Por primera vez, Höflich y su equipo ahora han derivado una solución analíticamente exacta del problema. "Ahora tenemos una fórmula que nos dice cómo una nano antena con parámetros específicos responde a la luz", dice Höflich. Esta descripción analíticapuede usarse como herramienta de diseño, ya que especifica los parámetros geométricos requeridos de una nano-hélice para amplificar campos electromagnéticos de frecuencias o polarización deseadas.
Los investigadores de HZB pudieron fabricar nano-antenas en un microscopio electrónico mediante la escritura directa por haz de electrones. El haz de electrones primero escribe una estructura de carbono en forma de hélice un punto a la vez. Esta estructura se recubre posteriormente con plata.Las mediciones reales de las propiedades ópticas para estas nano-antenas de plata están en buen acuerdo con las propiedades calculadas predichas por el modelo analítico.
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Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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