«Наш подход обладает всей универсальностью, которую предлагает химия с участием коллоидов, и может быть использован для создания миниатюрных оптических сетей», — объясняет Мишель Босман из Института исследования материалов и инженерии A * STAR в Сингапуре.
Свет распространяется быстро, что делает его очень привлекательной средой для передачи информации.
В настоящее время оптические волокна используются для передачи оптических сигналов на большие расстояния, но они не подходят для небольших масштабов, поскольку их размеры нельзя уменьшить намного ниже длины волны света. Одним из многообещающих подходов является использование индуцированных светом колебаний электронов (известных как поверхностные плазмоны) на наночастицах, но до сих пор не было возможности связать плазмоны между большим количеством соприкасающихся наночастиц.
Босман вместе с сотрудниками из CEMES во Франции и из Бристоля в Соединенном Королевстве разработал способ распространения поверхностных плазмонов по длинным цепочкам наночастиц золота. Это позволило им миниатюризировать транспортировку сильно ограниченного света на расстояния, достаточные для использования в оптических схемах.
Исследователи синтезировали наночастицы золота диаметром 12 нанометров и самостоятельно собрали их в сети, добавив соединение меркаптоэтанол. Затем они «сварили» наночастицы вместе, облучив их пучком электронов высокой энергии.
Команда исследовала свойства распространения света в сетях, используя метод, известный как электронная спектроскопия потерь энергии. Эти измерения продемонстрировали, что сети образуют пути, по которым световая энергия может перемещаться в виде поверхностных плазмонов (см.
Изображение).
Результаты оказались намного яснее, чем ожидали исследователи. «Мы были удивлены, увидев, что поверхностные плазмоны не были сильно ослаблены границами зерен, которые существуют между соседними наночастицами», — говорит Босман. "Наши сети содержат сотни границ зерен, и все же поверхностные плазмоны будут колебаться через них в основном беспрепятственно."
В будущем команда надеется создать дизайнерские сети с использованием своих наночастиц. «В настоящее время мы не можем детально контролировать дизайн наших сетей наночастиц», — говорит Босман. «Мы намерены объединить нашу технику с литографией, чтобы получить полный контроль над их длиной и формой, а также формой спроектированных оптических сетей, созданных с использованием коллоидных наночастиц в качестве строительных блоков."