Разработан гибридный инструмент для точного управления наночастицами

Надёжная методика, позволяющая с высокой точностью манипулировать нанообъектами, необходима для исследований и изготовления высокотехнологичных устройств, таких как квантовые компьютеры или дисплеи сверхвысокого разрешения.

Перспективное решение было разработано и опробовано в Центре нанотехнологий Университета Пердью (штат Индиана). В изготовленном там прототипе используется наноантенна из золота, имеющая вид цилиндра диаметром 320 нм.

Эта структура концентрирует и поглощает свет, создавая плазмонные «хот-споты», позволяющие перемещать и фиксировать нанометровые объекты, подвешенные в жидкости. Интенсивность электромагнитного поля в плазмонных хот-спотах повышается в 200 раз поэтому, помещая туда наночастицы можно измерять их характеристики с высокой точностью.

В экспериментах эта система создавала конвекционное течение жидкости, транспортирующее наночастицы со скоростью микрометр в секунду. Прежде считалось доказанным, что одиночная плазмонная антенна неспособна вызывать достаточно сильную конвекцию для перемещения взвеси частиц. Сотрудники Пердью смогли преодолеть общепризнанный предел скорости течения (~10 нм/с) и ускорили его на два порядка. Для этого они применили переменное электрическое поле в комбинации с нагревом плазмонной наноантенны инфракрасным лазером.

Как указывают авторы, такая гибридная система может работать в двух режимах: быстрой транспортировки со включенным переменным током и тонких манипуляций, когда действует только удерживающий лазерный луч.

Подробности исследования изложены в статье, опубликованной в ноябрьском онлайновом номере Nature Nanotechnology.