Nanotehnoloogia lubab tulevikus palju uuendusi sensoritele ja optilistele komponentidele, kuid nende väikesed mõõtmed tekitavad kasutajatele raskusi infovahetusel nende seadmetega. Hiljuti demonstreerisid Hispaania teadlased uudset lahendust sellele probleemile, kinnitades selleks nanoskaalas objektide külge ‘antenni,’ mis optilisi andmeid ülitäpselt välja annab ja vastu võtab.
Nanoantenn toimib tänu kvantkiirgajale. Kvanttäpist kiiratud valgus juhitakse tänu antennile ühte konkreetsesse suunda. Metallist nanostruktuur on kõigest ühe lainepikkuse pikkune. Pilt: ICFO, Barcelona
Nanoskaalas antennil on voolujuhtivateks osadeks ridamisi asetatud kullast nanovardad. Vardad on asetatud nii, et pealelangev valgus päästab kulla pinnal valla plasmonid – miljardite elektronide kollektiivsed lainetused – tänu resoneerumisele kiirgub samas suunas ka sekundaarne valgus, kirjutab physicsworld.com.
Niek van Hulst ning kolleegid Fotoonikateaduste Instituudist(Institute for Photonic Sciences, ICFO) Barcelonast koos teadlastega Katalaani Teaduste ja Uurimustöö Instituudist(Catalan Institute for Research and Advanced Studies, ICREA) valmistasid suurel hulgal nanoskaalas antenne, millede koostisesse kuulusid väikesed parasiitsed elemendid ehk kullast nanovardad, mis litograafia abil klaassubstraadile söövitati. Üksiku antenni pikkus ulatus 830 nanomeetrini, kahe antenni vahele jäeti aga 175 nanomeetrit vaba ruumi.
Antennide ühendamisel osakestega kasutas van Hulsti töörühm taaskord litograafiat, mille abil substraati lisati kvanttäpid – nanoskaalas pooljuhtmaterjalist tükikesed, kus elektronide(või aukude) elektroonilisi omadusi saab täppide suuruse muutmisel kontrollida. Kvanttäppide asetamisel kullast toiteelementide lähedusse suudeti kvanttäpid nanoantennide mõjuväljaga ühendada.
Van Hulsti töörühm näitas, et sellise konfiguratsiooniga kiirgus kvanttäppidest luminestsents-spektris asuv valgus kitsa koonusekujulise kiirena. ,,Sellel uuel nanooptilisel tehnoloogial on rakendusi kvantoptilistes tehnoloogiates kui ka väikeste kemikaalikogumite detekteerimisel,” sõnas Alberto Curto, üks uurimuse läbi viinud teadlasi.
Teadusartikkel “Unidirectional Emission of a Quantum Dot Coupled to a Nanoantenna“