電漿子再添新功能—產生極紫外光
- 上線日期：2011/11/29 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
極紫外光(EUV)的超短脈衝波很適合用來研究一些基礎物理現象，例如電子如何在原子、分子或是固體中移動，但是這種脈衝光並不容易產生。最近，由韓、德、美三國共組的研究團隊發展出一種新穎的三維金屬波導，或稱為奈米漏斗(nanotunnel)，能利用表面電漿子(surface plasmon polariton, SPP)輕易地製造出這種脈衝光。
極紫外光線的波長約5~50 nm，比可見光波長小了10~100倍左右。傳統的EUV產生方法是利用雷射光激發惰性氣體，游離的自由電子會被光場加速，多餘的能量則釋放成為不同波長的埃秒(attosecond, 10-18s)級脈衝光，擷取其中波長最短者可作為單一EUV脈衝。此過程複雜且難度頗高。
由韓國高等科技學院(KAIST)、馬克斯-普朗克量子光學研究所(MQP)與喬治亞州立大學(GSU)所研發的新技術透過表面電漿子(光與金屬導電電子耦合形成的準粒子)之助，將紅外波段的飛秒(femtosecond, 10-15 s)脈衝光，轉變為極紫外波段的飛秒脈衝，脈衝頻率高達75 MHz。
該團隊利用銀製作了一個稱為奈米漏斗的元件，能將入射的紅外脈衝光聚焦在比入射波長還小的一點上。該元件是一個中空圓錐狀奈米結構，長約數微米，尖端直徑約100 nm，內部則充滿氙氣。入射至漏斗中的光線會在內壁激發出表面電漿子，當這些準粒子傳遞到尖端時，會因圓錐結構而集中，使在漏斗內的場強度較原入射光強上數百倍，導致氙氣(Xe)產生EUV光。
KAIST的Seung-Woo Kim表示，具有短波長及短脈衝的EUV光是研究原子、分子以及固體中電子動力學的重要利器，原因是電子移動速度很快(以埃秒計)，需要脈衝時間更短的光源才能加以觀測，目前科學家是以頻率較低的埃秒光源來從事這類的研究，而該團隊所發展的奈米漏斗技術提供了一個製造更高頻EUV光源的簡單方法。詳見Nature Photonics｜doi:10.1038/nphoton.2011.258。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/47566
譯者:蘇俊鐘(交通大學電子物理研究所)
責任編輯:蔡雅芝
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