Řetězy zlatých nanočástic vábí světlo  
Řetězy přitavených nanočástic zlata skvěle vedou světlo v nanostrukturách a podle všeho to zvládnou i na velkou vzdálenost. Plazmonika a nanočástice zlata si padly do oka.


 

Zvětšit obrázek
Plazmony řádí v řetězech nanočástic zlata. Kredit: E. Dujardin (CEMES, CNRS).

Jistě nebude žádným tajemstvím, že se světlo dá použít k přenosu informace. Své by o tom mohla vyprávět optická vlákna a podobné technologie. S přenosem pomocí světla se také počítá jako se zajímavou alternativou v mikroelektronice. Použití světla tímto způsobem přináší celou řadu výhod, jako je zvýšení rychlosti přenosu nebo omezení ztráty energie teplem. Má ale i své těžkosti. Technologii optického přenosu informace například není snadné zmenšit pod jistou mez, což je při stále větších nárocích na miniaturizaci problém. Háček je v tom, že optická vlákna tenčí nežli jeden mikrometr vedou světlo jen horko těžko.

 

Zvětšit obrázek
Erik Dujardin. Kredit: (CEMES, CNRS).

Vývojáři se proto pokoušejí využít jiné technologie, například ty, co zahrnují plazmony. To jsou kvazičástice vytvořené kolektivním kmitáním oblaku elektronů v pevných látkách, jako třeba ve drahých kovech typu zlato nebo stříbro. Postupně se ukazuje, že s plazmony, jejichž elektronům by předaly energii fotony, by bylo možné přenášet informace ve strukturách tenčích než mikrometr. Plazmonici se přitom v současné době orientují na výzkum optických vlastností krystalických nanočástic, protože jejich hladký povrch zamezuje rušivému kmitání elektronů a ještě více snižuje ztráty energie. Zdá se, že by důmyslné nanočástice mohly úspěšně vést světlo jak v nanoměřítku, tak i při přenosu informace na velkou vzdálenost.

 

 
Logo CEMES.

Erik Dujardin z Centre d"Elaboration de Matériaux et d"Etudes Structurales (CEMES), CNRS a jeho kolegové si oblíbili krystalické nanočástice zlata, které pospojovali k sobě a vytvořili z nich dlouhé řetězce. S jemně zaostřeným vysokoenergetickým svazkem elektronů opatrně přitavili jednotlivé nanočástice zlata o průměru 10 nanometrů do pevných řetězců, s nimiž vytvořili rozsáhlou síť. Dujardin a spol. zjistili, že plazmony v těchto strukturách kmitají na značné vzdálenosti. Díky tomu může v řetězech nanočástic zlata o průměru pouhých 10 nanometrů doputovat informace až do vzdálenosti 4 000 nanometrů.

 

Zvětšit obrázek
Elektronová spektroskopie řetězů nanočástic zlata. Kredit: E. Dujardin (CEMES, CNRS).

Vědcům se také podařilo velmi precizně a detailně zmapovat kmitání elektronů na povrchu řetězů nanočástic. Použili k tomu mikroskopovací techniku elektronové spektroskopie (Electron Energy-Loss Spectroscopy, EELS), s jejímž velmi jemným prostorovým a spektrálním rozlišením mohli detailně analyzovat různé typy pohybů plazmonů. Nakonec navrhli nový teoretický model chování plazmonů, jehož simulace prý až s neuvěřitelnou přesností sedí na reálné experimenty.

 

Technologie řetězů nanočástic zlata je zatím velmi slibná a mohla by vést k extrémní miniaturizaci při přenosu světla. Pokud vše půjde dobře, můžeme očekávat pozoruhodné aplikace v senzorech, fotovoltaice anebo v telekomunikacích.

 

 

Literatura

CNRS Press Release 26. 10. 2014, Nature Materials online 26. 10. 2014, Wikipedia (Plasmon, Electron energy loss spectroscopy).

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 30.10.2014 15:24
Tisk článku

Origami Farma - Sebök Zsolt
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 99 Kč
cena: 78 Kč
Origami Farma
Sebök Zsolt

Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni