奈米天線可協助操控發光粒子
- 上線日期：2010/4/19 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
日本科學家最近成功地將傳統電視使用的八木宇田天線(Yagi-Uda antenna)，縮小至奈米尺度。由於這種微型天線具有操控個別原子所發出的光的潛力，因此有可能衍生出新穎的感測器。
為了克服無線電波訊號因傳送長距離而衰減的問題，日本科學家在1926發明了八木宇田天線。二次大戰時它被英國人用於雷達系統，稍後更成為家家戶戶用來收電視訊號的工具。這種魚骨狀的天線關鍵在於一根根導電棒形成的「寄生元件」(parasitic element)，這些元件會因應無線電波訊號產生感應電流，並發射與原電波同方向的二次無線電波。上述原理反向操作，即可用來接收訊號。
廣島(Hiroshima)大學的Yutaka Kadoya等人採用八木宇田天線的設計，但以5根金奈米棒(nanorod)組成的陣列取代導電棒，同時操作波長也由無線電波段縮小至可見光波段。入射的光波會激發金奈米棒表面的電子，使其形成電漿子(plasmon)，並發射出與入射波方向相同的二次光波。研究小組以波長662 nm的紅光成功展示了這項技術。
Kadoya表示，由於電磁波遵守的馬克斯威爾方程式(Maxwell's equation)滿足尺度縮放原理(scaling principle)，因此微型化不會影響天線的功能。該研究團隊認為在奈米尺度操控光訊號的能力，將有助於發展能與發光粒子耦合的新型感測器，例如生醫領域常用來造影的螢光分子。他們希望能找出方法，將螢光分子整合進上述奈米天線中。詳見近期的Nature Photonics | doi:10.1038/nphoton.2010.34。
原始網站: http://physicsworld.com/cws/article/news/42253
譯者:蔡雅芝(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
- 相關附件: