GRIN плазмоника: путь к сверхмощным оптическим микроскопам и к супербыстрым компьютерам

Группа ученых Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) и университета Калифорнии в Беркли под руководством профессора Сян Чжана (Xiang Zhang) провела ряд экспериментальных демонстраций GRIN плазмоники, гибридной технологии, которая открывает путь к созданию целого ряда новаторских устройств: сверхбыстрых ПК, основанных на световых, а не электрических сигналах, сверхмощных оптических микроскопов, которые позволят увидеть молекулы ДНК в видимом свете, пр.

Работая с композитными диэлектриками на металлических подложках, используя известные методы электронно-лучевой литографии (именно они применяются в компьютерной индустрии для создания объемных поверхностей), исследователям удалось сформировать плазмонные версии линз Люнеберга (одинаково хорошо фокусирует свет со всех сторон) и Итона (преломляет свет на 90 градусов от всех входящих направлений).

Как и у всех плазмонные технологии, основой GRIN плазмоники являются поверхностные электронные волны, которые перекатывается через электроны проводимости в металле, при этом перенос энергии осуществляется квази-частицами, которые называются плазмонами. Плазмоны взаимодействуют с фотонами на границе металла и диэлектрика формируют квазичастицы еще одного типа, поверхностные плазмонные поляритоны (SPP). Именно с последними взаимодействуют созданные учеными линзы Люнеберга и Итона.

Как отметил руководитель исследований проф. Чжан, эксперименты подтверждают, что технология GRIN плазмоники позволяют маршрутизировать свет на микроуровне и открывает путь к созданию эффективных функциональных устройств.