量子點讓奈米天線發光
- 上線日期：2010/9/30 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
奈米科技讓人類有能力製作出新型的電磁波感測器或光學元件，不過這些元件由於尺寸很小，如何與外界交換訊息成了一大考驗。最近，西班牙科學家找出了解決之道──在可以精確收發光的奈米級物體上安裝天線。
今年初日本科學家製造出奈米級的八木宇田天線(Yagi-Uda antenna)，這種天線的操作關鍵在於由條狀導體構成的「寄生元件」(parasitic element)，它們會感應無線電波而產生電流，並發射與原電波同方向的二次電波。上述原理若反向操作，即可用來接收訊號。
奈米級的八木宇田天線是以金奈米柱陣列取代條狀導體，入射光波會激發金奈米柱表面的電漿子(plasmon)產生共振，並朝同方向發射二次光波。日本科學家指出，如果能將這種元件與發光粒子耦合，就能製造出新型的感測器。這個預期成就最近由光電科學研究所(ICFO)的Niek van Hulst領軍的西班牙團隊搶先達陣，他們利用微影術在玻璃基板上蝕刻出具有金質寄生元件的奈米級八木宇田天線，天線的長度為183 nm，條狀金結構長145 nm，間距為175 nm。
為了讓天線與發光粒子耦合，Van Hulst等人再度以微影術在基板上製作量子點(quantum dot)，量子點的位置緊鄰金結構，因此能與奈米天線的近場耦合。該團隊以實驗證明奈米級八木宇田天線能將量子電發出的冷光，集中在狹窄角錐內傳遞。這不但是奈米光子學上的突破，而且具有應用在量子光學及微量化學物質偵測上的潛力。
該團隊製造出各種不同尺寸的奈米天線，結果發現寄生元件的大小必須配合量子點的光譜，才能得到正確的方向性，就像需要調整電視天線一樣。詳見 Science 329, pp.930 (2010) | DOI: 10.1126/science.1191922 。
原始網站: http://physicsworld.com/cws/article/news/43556
譯者:郭西川(彰化師範大學物理系)
責任編輯:蔡雅芝
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