Efekt świetlny Nanoantenna tworzy szybkie przełączniki optyczne

Night Sun LED 7 Head Magic Light efekt świetlny jak Revo 3 (Czerwiec 2019).

Anonim

Zespół naukowców, kierowany przez University of Southampton, wyprodukował szybki nanometryczny tranzystor optyczny, wykorzystujący złotą nanoantenę wspomaganą przemian fazowych.

Praca, opublikowana w czasopiśmie Light: Science and Applications, otwiera nowe kierunki w przełącznikach z obsługą anteny i pamięci optycznej.

Małe nanostruktury, które mogą oddziaływać silnie ze światłem, są interesujące dla szeregu nowych zastosowań, w tym małych obwodów optycznych i optyki płaskiej powierzchni. Nanoanteny zaprojektowano tak, aby miały silne rezonanse optyczne, w których energia jest skoncentrowana znacznie poniżej granicy dyfrakcji, w jak najmniejszej skali przy użyciu konwencjonalnej optyki. Taka ekstremalna koncentracja światła może być wykorzystana do wzmocnienia wszelkiego rodzaju efektów związanych z lokalną konwersją energii i jej zbiorem, łączeniem światła z małymi cząsteczkami i kropkami kwantowymi oraz generowaniem nowych częstotliwości światła poprzez nieliniową optykę.

Oprócz precyzyjnego strojenia tych anten według projektu, bardzo istotna jest możliwość aktywnego dostrajania ich właściwości.

Główny autor, profesor Otto Muskens, z University of Southampton, powiedział: "Jeśli jesteśmy w stanie aktywnie dostroić nanoantenę za pomocą sygnału elektrycznego lub optycznego, możemy uzyskać przełączniki typu tranzystorowego do światła z powierzchnią o nanometrowej powierzchni dla transmisji danych. urządzenia mogą również służyć do regulacji efektów koncentracji światła anteny, prowadząc do nowych zastosowań w przełączalnych i dostrajalnych procesach wspomaganych antenowo. "

Zespół z Southampton wykorzystał właściwości samej anteny, aby uzyskać niskoenergetyczne przełączanie optyczne materiału o przemianie fazowej. Materiałem użytym do uzyskania tego efektu był ditlenek wanadu. Dwutlenek wanadu to specjalny materiał o właściwościach, które można zmienić z izolatora na metal, zwiększając temperaturę powyżej punktu przejścia fazowego (68 ° C).

Wytwarzanie tego materiału jest trudne i zostało wyprodukowane przez zespół z University of Salford, który specjalizuje się w osadzaniu cienkowarstwowym i który był w stanie hodować wysokiej jakości folie tego materiału.

Na tej cienkiej warstwie nanoszono złote nanoanteny i zastosowano je do miejscowego napędzania przejścia fazowego dwutlenku wanadu.

Profesor Muskens wyjaśnił: "Nanoantenna wspomaga przemianę fazową ditlenku wanadu, lokalnie koncentrując energię w pobliżu końcówek anteny, jest jak efekt piorunów, w których rezonans anteny jest najbardziej wrażliwy na lokalne zakłócenia Przełączanie z pomocą anteny daje duży efekt, wymagając jednocześnie niewielkiej ilości energii ".

Teoretyczne modelowanie zostało wykonane przez zespół z Uniwersytetu Kraju Basków w San Sebastian w Hiszpanii. Ich szczegółowe obliczenia wykazały, że nanoanteny dostarczyły nowej ścieżki poprzez miejscową absorpcję wokół anteny. Mechanizm wspomagany za pomocą anteny powodował znacznie niższą energię przełączania w porównaniu z samą warstwą VO2, co odpowiada energii pikodżuli i wyliczonej wydajności wynoszącej ponad 40 procent.

menu
menu