{"id":3126,"date":"2010-05-29T19:17:05","date_gmt":"2010-05-29T16:17:05","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=3126"},"modified":"2010-06-28T10:37:58","modified_gmt":"2010-06-28T07:37:58","slug":"ehituskivid-uut-sorti-optiliste-vooluringide-valmistamiseks","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=3126","title":{"rendered":"Ehituskivid uut sorti optiliste vooluringide valmistamiseks"},"content":{"rendered":"

Kujutage ette uusi, h\u00e4mmastavate ja eksootiliste optiliste omadustega seadmeid, unikaalseid kogu maailmas – ja seda k\u00f5ike lihtsalt m\u00f5ne osakestest koosneva ainetilga aurustamisel pinnale.<\/strong><\/p>\n

Valmistades vedelikust keemilisel teel nanosf\u00e4\u00e4ride klastreid Harvardi \u00dclikooli<\/strong> teadlased koost\u00f6\u00f6s Rice’i<\/strong>\u00a0ja Texase \u00dclikooli<\/strong>\u00a0teadlastega just selliste seadmete valmistamisega\u00a0hakkama saidki.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Kahte t\u00fc\u00fcpi optiliste vooluringide skeemid: kolmest osakesest koosnev trimeer t\u00f6\u00f6tab kui nanoskaalas magnet, seitsmest osakesest heptameer ei anna kitsal lainepikkuste ribal muidu interferentsist tulenevat hajumist. Pilt: The laboratory of Federico Cappaso, Harvard School of Engineering and Applied Sciences<\/p><\/div>\n

Ajakirjas Science<\/em> ilmunud artikkel nende uurimusega demonstreerib lihtsaid, skaleeritavaid, seadistatavate optiliste omadustega\u00a0seadmeid, millede kasutusalad ulatuvad \u00fclitundlikest sensoritest ja detektoritest kuni n\u00e4hatamatuks tegevate kateteni. Kontsentrilistest metallist ja isoleerivatest kestadest koosnevaid osakesi kasutades t\u00f6\u00f6tasid\u00a0artikli autorid Jonathan Fan<\/strong>, Federico Capasso<\/strong> ja Vinothan Manoharan<\/strong>\u00a0disainiprobleemide \u00fcletamiseks v\u00e4lja alt-\u00fcles kokkupandava l\u00e4henemismeetodi.<\/p>\n

Optilise inseseneritehnoloogia pikaajaliseks v\u00e4ljakutseks on olnud leida viis, kuidas valmistada\u00a0lainepikkustest m\u00f5\u00f5tmetelt v\u00e4iksemaid struktuure, milledel oleksid\u00a0soovitud ja omap\u00e4rased omadused,” s\u00f5nas Fan, Harvardi Tehnika ja rakendusteaduste \u00dclikooli doktorant. ,,N\u00e4htava valguse sageduste puhul peaksid need seadmed olema nanoskaalas.”<\/p>\n

Kontrastiks: enamik nanoskaalas seadmeid on toodetud \u00fclevalt-alla l\u00e4henemist kasutades, nii n\u00e4iteks toodetakse ka arvutikiibid. V\u00e4ikseimad suurused, mida nii on v\u00f5imalik saada, on t\u00e4pselt piiritletud tootmisprotsesside loomuomaduste poolt, n\u00e4iteks protsessis kasutatava valguse lainepikkuse piir. Lisaks on sellistel meetoditel piiranguks ka kasutatav tasapinnaline geomeetria, k\u00f5rge maksumus ning vajadus hea infrastruktuuri j\u00e4rele, n\u00e4iteks saastevabade ruumide olemasolu.<\/p>\n

,,Oma alt-\u00fcles l\u00e4henemisega j\u00e4ljendame me looduse poolt valmistatavate omap\u00e4raste struktuurite tekkemehhanisme, mille tulemuseks on erakordselt kasulikud omadused,” selgitas Capasso. ,,Meie valmistatud nanoklastrid k\u00e4ituvad kui \u00fcliv\u00e4ikesed optilised vooluringid ning nad v\u00f5iksid olla aluseks uutele tehnoloogiatele, n\u00e4iteks \u00fchemolekulistele detektoritele, efektiivsetele ja bioloogiliselt sobivatele sondidele v\u00e4hiteraapias ning nanoosakeste manipuleerimiseks ja sorteerimiseks m\u00f5eldud optilistele pinsettidele. Muuhulgas oleks tooteprotsess palju odavam ja lihtsam.”<\/p>\n

Teadlaste loodud kokkupandav meetod ei vaja midagi peale v\u00e4hese segamise ja kuivatamise. Klastrite valmistamiseks kaetakse osakesed k\u00f5igepealt pol\u00fcmeeriga, misj\u00e4rel tilgake neid aurustatakse vett-t\u00f5rjuvale pinnale. Aurustamisprotsessis kleepuvad osakesed \u00fcksteise k\u00fclge kinni, moodustades seel\u00e4bi v\u00e4ikesed klastrid. Pol\u00fcmeerist vaheosakesi kasutades olid teadlased v\u00f5imelised tekitama osakeste vahele kahenanomeetriseid vahesid, mis on aga palju parem tulemus kui seda v\u00f5imaldavad tavap\u00e4rased \u00fcles-alla meetodid.<\/p>\n

Eriti huvipakkuvad on kaks tulemuseks saadud klastrit. Trimeer, mis koosneb kolmest \u00fcksteisest v\u00f5rdsel kaugusel asuvast osakesest,\u00a0suudab\u00a0kanda edasi magnetilist vastastikm\u00f5ju\u00a0– vajalik omadus n\u00e4htavatuks tegevates katetes ning negatiivse murdumisn\u00e4itajaga materjalides.<\/p>\n

,,P\u00f5him\u00f5tteliselt k\u00e4itub trimeer kui nanoskaalas resonaator, mis suudab hoida alal ringvoolu n\u00e4htava valguse ja infrapunal\u00e4hedastel sagedustel,” t\u00e4psustas Fan. ,,See struktuur t\u00f6\u00f6tab kui optilistel sagedustel funktsioneeriv nanoskaalas magnet, miski, mida looduslikud materjalid pole suutelised tegema.”<\/p>\n

Heptameeridel ehk kokkupakitud seitsmest osakesest koosnevatel struktuuridel puudub valge valgusega valgustamisel kitsa, h\u00e4stipiiritletud v\u00e4rvide v\u00f5i lainepikkuste puhul pea t\u00e4ielikult\u00a0hajutavus. Need kindlad v\u00e4\u00e4rtused, tuntud kui Fano resonantsid, tulenevad nanoosakese\u00a0elektronide kahe ostsillatsiooni\u00a0t\u00fc\u00fcbi, nn. ‘heleda’ t\u00fc\u00fcbi ja optiliselt mitteaktiivse ‘tumeda’ t\u00fc\u00fcbi interferentsist.<\/p>\n

,,Heptameerid on v\u00e4ga efektiivsed nanomeetri suurustel aladel eriti intensiivsete elektriv\u00e4ljade tekitamisel, kuhu molekule ja nanoosakesi on v\u00f5imalik\u00a0l\u00f5ksu p\u00fc\u00fcda, kus nendega saab manipuleerida ja neid detekteerida. Molekulaarsensorid tugineksid muutuste detekteerimisele juba mainitud spektri kitsastes tippudes,” \u00fctles Capasso.<\/p>\n

L\u00f5ppkokkuv\u00f5ttes saaks k\u00f5iki kokkupandavaid vooluringe kergesti\u00a0reguleerida, varieerides selleks struktuuri geomeetriat, osakeste asendit \u00fcksteise suhtes\u00a0v\u00f5i keemilist keskkonda. L\u00fchidalt: uus meetod annab v\u00f5imaluse ‘kunstlike molekulide’ manipuleerimiseks viisil, mille tulemuseks on soovitud optilised omadused. Teadlased loodavad, et meetodi see omadus on laialdaselt rakendatav ka paljude muude karakteristikute puhul.<\/p>\n

Edasi plaanivad teadlased t\u00f6\u00f6tada suuremate klastrite moodustamise kallal ning loodavad kokku panna kolmedimensionaalseid makroskaalas struktuure – materjaliteaduse P\u00fcha Graal.<\/p>\n

,,Me oleme v\u00e4ga p\u00f5nevil selle meetodi v\u00f5imalikust skaleeritavusest,” s\u00f5nas Manoharan. ,,Sf\u00e4\u00e4re kokku panna on k\u00f5ige kergem, sest neid on lihtne kokku ‘pakkida’. Kuigi demonstreerisime ainult tasapinnalisi osakesteklastreid saab meie meetodit laiendada ka kolmedimensionaalsetele struktuuridele – miski, mida \u00fclevalt-alla meetod ei v\u00f5imalda.”<\/p>\n

Allikas<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Kujutage ette uusi, h\u00e4mmastavate ja eksootiliste optiliste omadustega seadmeid, unikaalseid kogu maailmas – ja seda k\u00f5ike lihtsalt m\u00f5ne osakestest koosneva ainetilga aurustamisel pinnale. Valmistades vedelikust keemilisel teel nanosf\u00e4\u00e4ride klastreid Harvardi \u00dclikooli teadlased koost\u00f6\u00f6s Rice’i\u00a0ja Texase \u00dclikooli\u00a0teadlastega just selliste seadmete valmistamisega\u00a0hakkama saidki. Ajakirjas Science ilmunud artikkel nende uurimusega demonstreerib lihtsaid, skaleeritavaid, seadistatavate optiliste omadustega\u00a0seadmeid, millede kasutusalad […]<\/p>\n","protected":false},"author":32,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[31,16],"tags":[],"class_list":{"0":"post-3126","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-rakenduslik-teadus","7":"category-teadusuudis","8":"entry","9":"has-post-thumbnail"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3126","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/32"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=3126"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3126\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=3126"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=3126"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=3126"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}