Entistä herkempiä mittauksia

Rice Universityn tutkijat ovat löytäneet uuden tavan tehdä ultraherkkiä johtavuuden mittauksia optisilla taajuuksilla erittäin nopeissa nanoelektronisissa rakenteissa.

Tavoite jatkuvasti nopeuttaa komponentteja pakottaa tutkimaan nanokokoisia rakenteita, jotka toimivat optisilla taajuuksilla seuraavan sukupolven elektroniikassa, toteaa tutkimuksen vetäjä Naomi Halas.

Ricen Nanofotoniikan (LANP) laboratoriossa tehdyissä kokeissa tutkijat liittivät kaksi metallista nanolevykettä metallisiin nanolankoihin ja osoittivat, kuinka virrankulku optisilla taajuuksilla nanolangoissa tuottaa "varauksensiirron plasmoneja", joilla on omaperäsisiä optisia ominaisuuksia.

Saavutetut havainnot voivat olla erityisen mielenkiintoisia molekyylielektroniikan tutkijoille, jotka ovat kiinnostuneita mittaamaan johtavuutta niin pienissä rakenteissa kuin yksittäinen molekyyli.

Niiden avulla voisi olla hyödyllistä tutkia myös nanolankojen konduktanssia, tai muita nanomittakaavan elektronisia komponentteja optisilla taajuuksilla. Useimpien materiaalien optisten taajuuksien konduktanssia ei tiedetä.

Klassinen sähkömagneettinen teoria tuottaa hyvä ymmärryksen jokapäiväisestä peilin heijastuksesta, mutta kvanttimekaaninen kuvaus siitä miten valo virittää elektroneja kiinteissä aineissa on puuttunut.

Nyt Pittsburghin ja Zagrebin kemistit ja fyysikot ovat raportoineet kuinka valo ja aine vuorovaikuttavat hopeakiteen pinnalla. He saivat ensimmäistä kertaa havaittua näitä erittäin lyhytikäisiä eksitoneja metallissa.

Tämä löytö valottaa ensisijaista eksitonista vastetta kiinteissä aineissa ja saattaa mahdollistaa elektronien kvanttihallinnan metalleissa, puolijohteissa ja orgaanisissa materiaaleissa esimerkiksi yhteyttämisen yhteydessä.

Lisäksi se mahdollistanee intensiivisten femtosekuntien elektronipulssien generoinnin, mikä voi parantaa elektronimikroskooppien resoluutiota seurata yksittäisten atomien ja molekyylien liikettä kun ne järjestelevät itsensä rakenteellisien siirtymien tai kemiallisia reaktioiden aikana.