Kuidas nanojuhtmetes infot edastada?
Kui valgus langeb metalli või pooljuhi pinnale, tekivad kummalgi juhul erinevad ergastused. Pooljuhis tekkivat elektron-auk paari nimetatakse eksitoniks ja teda võib vaadata kui virtuaalset osakest, mis kannab footoni energiat edasi ilma elektrone ühest kohast teise viimata. Sarnaselt kannab merelaine energiat, ilma et vesi selleks suuri vahemaid läbima peaks. Metallile langedes tekitab footon plasmoni, aatomituumade vahel leiduvate elektronide gaasis leviva laine, mis samuti kannab energiat ja on käsitletav virtuaalse osakesena. Plasmonid on paraku äärmiselt lühiealised – kui valgus langeb metalli pinnale, peegeldub ta sealt kohe tagasi. Samas oleksid plasmonid väga head kandidaadid tuleviku elektroonikakiipide nanomõõtmeis metalliribades infot kandma, kui nad vaid piisavalt kaugele levida jõuaks. Harilik vool ei levi metallist nanojuhtmeis reeglina hästi, suurt rolli hakkavad mängima ääreefektid ja asjaolu, et elektroni vaba tee pikkus on samas suurusjärgus juhtme ristmõõtmega. Selleks uurisid Saksamaa, USA ja Korea teadlased võimalust piltlikult väljendudes plasmonitele aeg-ajalt väike müks anda, et nad jõuaksid edasi levida. Selleks kasutati metalliga kontaktis oleva pooljuhi eksitone. Seni polnud täpselt teada, kuidas plasmonid ja eksitonid omavahel suhtlevad. Katsega tõestasid teadlased, et energiat on võimalik üle kanda plasmonitelt eksitonidele ja leidsid ka vastava seosekonstandi – suuruse mis väljendab plasmonite ja eksitonide teineteise tundmise määra. Koostatud mudel kirjeldab osakestevahelist suhtlemist ka teistpidi ja võib arvata, et varsti ka sellekohaseid katseid tegema hakatakse.
Allikas: Physical Review Focus 16 September 2008: Light and Electrons Cooperate
Toimetas Erik Randla