Skip to main content

NANOstructured active MAGneto-plasmonic MAterials

Article Category

Article available in the folowing languages:

Lepsze czujniki dzięki synchronizowaniu elektronów

Naukowcy opracowali nowatorską technologię, która łączy optyczne i magnetyczne metody manipulowania elektronami powierzchniowymi. Nowe narzędzie powinno zwiększyć możliwości wykrywania biologicznego i chemicznego, znajdując dodatkowo zastosowania w telekomunikacji.

Technologie przemysłowe

Powierzchniowy rezonans plazmonowy (SPR) to względnie nowa metoda wykrywania biologicznego, umożliwiająca pomiar interakcji biomolekularnych w czasie rzeczywistym bez znakowania ani barwienia. Rezonans dotyczy tutaj zsynchronizowanych oscylacji elektronów swobodnych (plazmonów powierzchniowych) z naturalną częstotliwością w reakcji na stymulację światłem o tej samej (czyli naturalnej) częstotliwości rezonansowej. Powstający rezonans powoduje pochłanianie światła. Zmieniając kąt padania i inne parametry, można uzyskać istotne informacje o zmianach molekularnych, między innymi zmianach zachodzących w wyniku związania jednej cząsteczki przez inną. Manipulowanie atomami i cząsteczkami umożliwia kontrolowanie nanostruktury materiałów (struktury w skali atomowej). Naukowcy rozwijają zjawisko optyczne, jakim jest SPR, łącząc elementy plazmonowe i magnetooptyczne. Zastosowanie nowatorskich materiałów o precyzyjnie dostosowanych właściwościach w nanoskali pozwoli aktywnie stroić reakcję optyczną poprzez przyłożenie pola magnetycznego, co nie jest możliwe w przypadku materiałów konwencjonalnych. Dofinansowanie UE dla projektu Nanomagma ("Nanostructured active magneto-plasmonic materials") umożliwiło naukowcom badanie sprzężenia właściwości magnetycznych, plazmonowych i optycznych. Realizując wyznaczone cele badawcze, konsorcjum opracowało narzędzia teoretyczne do modelowania magnetyczno-plazmonowego oraz mikroskop optyczny zdolny do pracy w polach magnetycznych. Opracowano nowatorskie struktury magnetyczno-plazmonowe, wykazujące znacznie lepszą aktywność magnetooptyczną w połączeniu z indukowanym rezonansem SPR. Lepsze zrozumienie sprzężenia pozwoliło badaczom zaprojektować i wykonać nowe bioczujniki SPR z elementami magnetooptycznymi. Prototypy bioczujników wykorzystujących powierzchniowy magnetyczny rezonans plazmonowy (SMPR) wykazały zwiększoną skuteczność wykrywania gazów i czynników biologicznych. Naukowcy zidentyfikowali też zastosowania na długościach fal stosowanych w telekomunikacji, otwierające drogę do budowy fotonicznych układów scalonych. Oczekuje się, że czujniki będą mieć istotny wpływ na bezpieczeństwo żywności i zdrowie. Przenośne urządzenia umożliwiają szybkie i opłacalne sprawdzanie jakości żywności przed przygotowaniem, na przykład w szkołach i szpitalach. Zastosowania w dziedzinie fotoniki powinny być szczególnie istotne dla miniaturowych elektronicznych układów scalonych, ponieważ w najbliższych latach oczekiwane jest połączenie fotoniki z konwencjonalną mikroelektroniką opartą na technologiach półprzewodnikowych (CMOS). Ostatnia faza projektu będzie obejmować działania upowszechniające.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania