Ученые измерили взаимодействие фотонов на атомном уровне

Измеряя уникальные свойства света в атомном масштабе, ученые из университета Дюка и Лондонского имперского колледжа полагают, что охарактеризовали пределы металлических способностей в устройствах, усиливающих свет.

Эта область известна как плазмоника, поскольку ученые пытаются использовать плазмоны — электроны, которые были стимулированы светом в рамках феномена, который производит усиление электромагнитного поля. Усиление это, достигаемое металлами в наномасштабе, значительно выше, чем достижимое с любым другим материалом.

До сих пор ученые не могли определить количество плазмонных взаимодействий в мелких масштабах, и потому также не способны были определить количественно практические ограничения усиления света. Новое знание дает им карту для управления рассеиванием света, которая поможет в разработке устройств, таких как медицинские датчики и интегрированные компоненты фотонных коммуникаций.

Как правило, плазмонные устройства включают взаимодействие электронов между двумя металлическими частицами, разделенными очень коротким расстоянием. В течение прошлых 40 лет ученые пытались выяснить, что происходит, когда эти частицы становятся все ближе друг к другу, на субнанометровом расстоянии.

«Мы могли продемонстрировать точность нашей модели, исследуя оптическое рассеивание в результате взаимодействия золотых наночастиц с золотой пленкой», сказал постдокторант Кристиан Чирачи. „Наши результаты оказывают сильную экспериментальную поддержку в установлении верхнего предела максимального усиления поля, достижимого плазмонными системами“.

Результаты экспериментов опубликованы в издании Science.

31.08.2012