Плазмонные наноантенны поддерживают настройку электронным лучом
Итогом междисциплинарного исследовательского проекта Иллинойского университета стали настраиваемые наноантенны, которые делают возможным создание инновационных плазмонных оптомеханических систем, преобразующих свет в механическое действие.
«В последнее время большое внимание привлекается к созданию металлических нанотекстурированных поверхностей, заранее спроектированных так, чтобы изменять свойства падающего на них света определенным образом, — комментирует ведущий исследователь проекта, Кимани Туссен (Kimani Toussaint). — Наш метод позволяет переконфигурировать плазмонные, а значит и оптические свойства уже изготовленной структуры наноантенн: решить, что она должна делать со светом после, а не до ее создания».
Разработанный исследователями массив наноантенн p-BNA (pillar-bowtie nanoantenna) базируется на матрице стеклянных стержней (подставок) высотой 500 нм и с относительно высоким соотношением высота/диаметр, 4,2. Авторы статьи, вышедшей по итогам работы в Nature Communications, показали, что размер зазора для p-BNA можно индивидуально или коллективно уменьшить до 5 нм — приблизительно в четыре раза меньше, чем было осуществимо до сих пор с применением традиционных методов электронно-лучевой литографии.
Также было продемонстрировано, что используя стандартный сканирующий электронный микроскоп можно деформировать одиночные p-BNA или их группы со скоростью до 60 нм/с. При этом составляющие антенны металлические частицы испытывают действие градиентных сил, амплитудой до несколько наноньютонов.
Спектральный отклик измененных участков массива изучали с помощью суперконтинуума (квази-белого света), генерируемого фотоннокристаллическим оптоволокном.
Ученые считают, что их работа имеет прервоочередное значение, поскольку: а) обеспечивает настройку оптического (плазмонного) отклика массива вплоть до отдельных наноантенн; б) позволяет создавать уникальные пространственно адресуемые нанофотонные датчики и устройства для манипулирования частицами; и в) предоставляет удобную платформу для изучения механических, электромагнитных и термальных явлений в наномасштабе.