Построены наноантенны для квантовых точек

По принципу действия новинка похожа на направленные телеантенны (на снимке) метрового диапазона, с той разницей, что работает в микрометровой области спектра (фото Enoch Lau).

Физики из Каталонского института передовых исследований (ICREA) и института фотоники (ICFO) ухитрились приладить к микроскопическим объектам, излучающим свет, столь же крошечные антенны, подобные тем, что работают в радиолокации и телевидении.

Наноразмерные кристаллы — квантовые точки — могут стать основой для чувствительных датчиков, реагирующих люминесценцией на крошечные концентрации того или иного вещества. Проблема в том, что такой свет трудно уловить, поскольку он слаб, а исходит во всех направлениях.

Испанские учёные нашли способ обойти проблему, построив нановерсию антенны типа «волновой канал», или антенны Яги (Yagi-Uda antenna). Такие нередко можно встретить на крышах домов. Но если в классических антеннах Яги роль ключевых элементов — вибраторов — исполняют макроскопические проводники размером порядка метра, то в системе испанцев — это золотые стержни нанометрового размера, лежащие на стеклянной подложке.

Их удалось получить при помощи фотолитографии. Длина одной такой антенны Яги составляет 830 нанометров. Отдельные вибраторы длиной 145 нм в ней отделены зазорами в 175 нм. Главное же новшество в том, что, применив фотолитографию второй раз, авторы устройства сумели добавить к таким антеннам излучающие наночастицы.

Благодаря своему положению квантовая точка (красный шарик) оказывается «сцепленной» с ближним полем наноантенны Яги (ряд жёлтых брусков). Возникает плазмонный резонанс (синхронные колебания электронов на поверхности золотых наночастиц), который повышает эффективность системы и превращает «ненаправленную» квантовую точку в узконаправленный эмиттер (иллюстрация ICFO).

Исследователи создали несколько наноантенн и показали, что, выбирая геометрические параметры, можно точно настраивать их на резонанс с излучением тех или иных квантовых точек, примерно так, как происходит настройка на телеканал. Кстати, как гласит пресс-релиз ICFO, команда испанских учёных предполагает, что их световые наноантенны будут так же хорошо работать и на приём.

Подробности опытов можно найти в статье в Science. (Читайте также о первых антеннах для видимого света, целом массиве наноантенн для инфракрасного излучения и опыте по проталкиванию света через кабель с поперечником меньше длины волны.



Создан микросуперконденсатор из углеродного лука

20 августа 2010

Предложены наносенсоры по образцу крыльев бабочки

16 августа 2010

Испытан прибор для диагностики рака по дыханию

13 августа 2010

Узор-усилитель извлёк свет из спрятанного красителя

10 августа 2010

Учёные выловили раковые клетки с помощью наночастиц

21 июля 2010