Forskningsområder

Loupe, freeimages.com

Introduktion

Overfladebølger tiltrak forskernes opmærksomhed allerede for 100 år siden i forbindelse med forskning i trådløs telegrafi og deraf følgende undersøgelse af strålingsudbredelse langs ledende overflader.

Halvtreds år senere blev det opdaget, at accelererede de ladede partikler kunne de eksitere overfladebølger i metal folier (foruden resonante volumen oscillationer for ledningselektroner). Disse elektromagnetiske overfladeeksistationer, koblet til elektronoscillationer i metaller, blev benævnt overfladeplasmoner (på engelsk surface plasmons (SPs)) og hovedsageligt studeret af akademisk interesse indtil de tidlige 80ere. Her opdagede forskerne, at de intense elektromagnetiske felter knyttet til SPs genereret i nærheden af metaloverflader kunne bruges til at føle små ændringer i den dielektriske konstant forbundet med adsorptionen af molekyler på overfladen.

Disse felter blev også fundet som værende i hjertet af de enorme forstærkninger i Raman spektre, som i dag tillader forskere at opløse den kemiske struktur af materialer på selv enkeltmolekyle skalaen (Sensorer og Mikrofluidik). I fotonik blev SP tilstande dog mere set som et irritationsmoment, fordi deres udbredelseslængde er ret kort (ti til hundrede mikrometer) grundet energitab ved absorption ind i metallet.

Stort potentiale

Hurtige teknologiudviklinger og fremvisningen af nye SP-inducerede fænomener gennem de sidste 10 år har ændret den opfattelse, og absorptionen i metallet kan fx fører til forbedret Energieffektivitet i solceller. I særdeleshed har moderne nanofabrikations- og karakteriseringsteknikker gjort det muligt at strukturere metaloverflader, til at styre strømmen af SPs og afbilde denne strøms egenskaber med uovertruffen detalje.

Forskere indså hurtigt at SP-baserede bølgeledere kunne transportere den samme enorme informationsbåndbredde som i konventionel fotonik og, ikke engang begrænset af diffraktion, på sub-mikrometer tværsnit (Nanofotonik). I bestræbelserne på at opnå denne fristende vision og kombinere elektroniske kredsløbs kompakthed med båndbredden for fotoniske netværk, blev det et presserende problem at takle de uundgåelige udbredelsestab for praktiske komponenter og kredsløb. 

I sidste ende kan praktiske kredsløb og Nanoapparater måske bruge en kombination af plasmoniske og dielektriske komponenter, idet der drages fordel af de bedste resultater til rådighed.

Læs mere i vores review-forelæsninger i Nanoplasmonics og Plasmoniske meta-overflader.

Vi samler statistik ved hjælp af cookies for at forbedre brugeroplevelsen. Læs mere om cookies

Acceptér cookies