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L'UE sovvenziona la ricerca su un'antenna che cattura la luce

Alcuni scienziati finanziati dall'UE hanno creato un antenna che cattura la luce nello stesso modo in cui il dispositivo normalmente cattura segnali aerei per la televisione o la radio. Secondo loro questa scoperta aiuterà a sviluppare strumenti per la sicurezza industriale, l...

Alcuni scienziati finanziati dall'UE hanno creato un antenna che cattura la luce nello stesso modo in cui il dispositivo normalmente cattura segnali aerei per la televisione o la radio. Secondo loro questa scoperta aiuterà a sviluppare strumenti per la sicurezza industriale, la difesa e la sicurezza dei paesi. Questo dispositivo, presentato sulla rivista Nature Nanotechnology, è un risultato del progetto BIMORE ("Bio-inspired molecular optoelectronics"), che ha ricevuto quasi 3 Mio EUR nell'ambito dello schema di mobilità delle Reti di formazione per la ricerca Marie Curie del Sesto programma quadro (6° PQ). I ricercatori sotto la guida di Doug Natelson, fisico esperto di materia condensata, e dello specializzando Dan Ward della Rice University negli Stati Uniti hanno sviluppato un'antenna ottica da due punte d'oro separate da una fessura in nanoscala - circa un centomillesimo dello spessore di un capello umano - che raccoglie luce da un laser. La punta "cattura la luce e la concentra in uno spazio piccolissimo," ha spiegato il professor Natelson, portando a un aumento dell'intensità della luce di 1000 volte nella fessura. Secondo lui la scoperta potrebbe essere utile per sviluppare strumenti per l'ottica e per la percezione chimica e biologica, anche su scala a una molecola, con implicazioni per la sicurezza industriale, la difesa e la sicurezza dei paesi. "Si può non sapere che l'antenna della propria macchina è fatta di atomi; funziona e basta," ha detto il professor Natelson. "Ma quando si hanno piccoli pezzi di metallo molto vicini gli uni agli altri, bisogna preoccuparsi di tutti i dettagli. I campi saranno grandi, la situazione sarà complicata e si è proprio costretti." Ha sottolineato il fatto che il suo team ha scoperto che la chiave per misurare l'amplificazione della luce era misurare la corrente elettrica che scorre tra le punte d'oro. "Mettere le nanopunte così vicine permette alla carica si passare attraverso un effetto tunnel man mano che gli elettroni vengono spinti da una parte all'altra," affermano i ricercatori. Poi hanno fatto muovere gli elettroni spingendoli a basse frequenze con un voltaggio, in modo molto cotrollabile e misurabile, e li hannno fatti scorrere facendo luce con il laser, che spinge la carica all'altissima frequenza della luce. "Essere in grado di confrontare i due processi ha stabilito uno standard secondo il quale potrebbe essere determinata l'amplificazione della luce," ha detto il professor Natelson. Ha precisato che l'amplificazione è un "effetto plasmonico" - i plasmon, che possono essere eccitati dalla luce, sono elettroni che oscillano in strutture metalliche che si comportano come increspature in una piscina. "Prendete una struttura metallica, proiettate su di essa una luce, la luce fa muovere gli elettroni in questa struttura," ha spiegato. "Si possono considerare gli elettroni nel metallo come un fluido incomprimibile, come l'acqua in una vasca. E quando si fanno muovere avanti e indietro, si creano campi elettrici." Ha spiegato che "sulle superfici del metallo, questi campi possono essere molto grandi - molto più grandi di quelli della radiazione originaria". Ma ha detto che era difficile misurare quanto fossero grandi. "Non sapevamo quanto i due lati si muovessero su e giù - ed è proprio questo quello che volevamo sapere," ha detto, aggiungendo che misurando contemporaneamente la corrente a bassa frequenza causata elettricamente e la corrente ad alta frequenza causata otticamente tra le punte, "possiamo ricavare il voltaggio che sfreccia avanti e indietro alle altissime frequenze caratteristiche della luce". Lo scienziato ha commentato che il team ha studiato questi campi rafforzati perché si può fare molto con sensori e ottica non-lineare. "Qualsiasi cosa che possa fornire una chiave su quello che succede in scale tanto piccole è molto utile," ha detto. Hanno contribuito a questo studio anche ricercatori dell'Istituto tecnologico di Karlsruhe in Germania e dell'Università Autonoma di Madrid in Spagna.

Paesi

Germania, Spagna, Stati Uniti