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包括的题目
背景
介绍
在毫微米水平的信息和能量运输
光学互联在 Nanodevices 之间
金属 Nanostructures
扫描 Nearfield 光学显微学的调查的表面胞质基因Polaritons
确定表面胞质基因Polaritons 波长
总结
背景
WITec 是高性能仪器工作制造商于光学和扫描探针显微学的新的解答集中的科学和工业应用的。
介绍
Nanoscale 电子和 Photonics 小组的研究斯坦福大学的 Brongersma 教授集中于毫微米尺寸电子和光学设备的制造和描述特性。 在这个领域， Brongersma 教授调查金属 nanostructures 光学性能。 这些结构在等级小于事件光子的波长利用胞质基因励磁独特的物产在金属表面的提供限制，传送和操作光的可能性。
在毫微米水平的信息和能量运输
对于未来发展在纳米技术方面，提供允许控制信息和能量运输在毫微米水平的通讯电路是根本的。 的一个密集的网络的设计可能一起连接 nanoscale 设备的极大的数字在芯片的不是一项琐细的任务电子互联。 减少在沥青和横断面金属互联提升地方热化和增量在 RC 时间常数 (延迟) 被互联的结构。
光学互联在 Nanodevices 之间
光学互联不显示这样问题。 而且，由于他们的更高的操作频率，光学互联有更高的信息运载量。 不幸地，常规光学互联不很好缩减。 减少电介质光学组分由光衍射极限根本地在大小上限制。 提供由衍射允许与各自的 nanodevices 的光学互联在极限集之外的机制巨大地将扩展 nanoscale 结构的信息处理的能力。
金属 Nanostructures
金属 nanostructures 正确地经常拥有电子和光学性能的正确组合解决这些问题为了实现显着更加快速的处理速度梦想。 金属常用在电子互联例如古芝和 Al 允许表面胞质基因的励磁 polaritons (SPPs)。 SPPs 是沿金属电介质接口繁殖的电磁波和被结合对在这种金属的自由电子。
扫描 Nearfield 光学显微学的调查的表面胞质基因Polaritons
为了调查这些表面胞质基因polaritons (SPPs)，小组 Brongersma 教授使用 WITec 扫描 nearfield 光学显微镜 alpha300 S。 对在 plasmonic 波导的实验， Nanoscale 电子和 Photonics 小组在斯坦福修改了这个 alpha300 S 入光子扫描挖洞显微镜 (PSTM)。 在 PSTM， SPPs 可以是激动的沿金属结构或互联通过集中励磁激光于这个结构使用显微镜宗旨。 SPPs 的传播可以是印象的使用一根 microfabricated WITec SNOM 悬臂式探针。 这些探针有子波长开口 (大约 50 毫微米直径) 在光可以驱散，收集，然后将光电探测器指向一个空心金字塔形技巧的尖顶，例如光电倍增管。 这个检测信号提供地方光强度的措施直接地在这个技巧下，并且通过扫描在金属表面的技巧， SPPs 的传播可以是印象的。 光分辨能力可达成与这个 alpha300 S 是在 50 - 100 毫微米范围内。
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图 1. a) Bragg 滤栅被制造了澳大利亚影片的 SEM 图象使用小谎。 (b) 沿金属膜被发射的 SPP 波浪的 PSTM 图象往 Bragg 滤栅。 SPP 的背反射从 Bragg 刺耳结果的在一个定波干扰图的观察。
确定表面 胞质基因Polaritons 波长
alpha300 S 的操作在 PSTM 方式下可以通过调查 SPPs 的传播说明在一部被仿造的澳大利亚影片 (图 1a) 的。 这里，被聚焦的离子束 (FIB)用于定义一系列的平行的凹线，担当 Bragg 滤栅反射 SPP 波浪。 图 1b 展示 SPP 波浪的 PSTM 图象激发与 780 毫微米波长激光和将 Bragg 滤栅指向。 SPP 的背反射从刺耳结果的在图象观察的定波干扰图。 从此种实验， SPPs 波长可以被确定以直接的方式和与理论比较。
电子束光刻在与范围从 50 毫微米的条纹宽度的一个 SiO2 载玻片用于引起 55 毫微米厚实的澳大利亚条纹对 5 µm。 澳大利亚条纹对根本波导运输研究是理想的，因为他们是容易制造，不氧化，并且陈列对古芝的一个定性地相似的 plasmonic 反应，并且 Al 图 2a 显示包括 SPPs 可以被发射在变化的宽度上金属条纹的一个大澳大利亚地区的一个典型的设备的一台光学微写器。 250 毫微米宽 (SEM)条纹的扫描电子显微镜术图象显示作为插页。 红色箭头概要地显示光怎么从一个被聚焦的激光斑点被发射入 1 µm 宽条纹。 Figs. 2b、 2c 和 SPPs 第 2 个展示 PSTM 图象被激发在 780 毫微米和繁殖沿 3.0 µm， 1.5 µm 和 0.5 µm 宽澳大利亚条纹，分别。 3.0 µm 宽条纹可以用于繁殖在几十倍的信号微米。
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图 2. (a) 光学一个 SiO 基体的显微学图象2 与一一些的澳大利亚条纹附有电子束光刻引起的一个大快速启动板。 红色箭头说明发射 SPP 入 1 µm 宽条纹。 (b、 c 和 d) SPPs 的 PSTM 图象被激发在 780 毫微米和繁殖沿 3.0 µm， 1.5 µm 和 0.5 µm 宽澳大利亚条纹，分别。
总结
使用用于 PSTM 方式 S 的这个 alpha300，是可能的对图象 SPP 传播直接地在更加复杂的建筑学 plasmonic 结构和设备确定他们的行为。 这是相当与设备看作为有输入和输出口岸的一个黑匣子的光子的设备的典型的描述特性做法不同。 在这类情况下，设备操作从反应被推断被测量在输出端口对不同的刺激提供在输入端。 PSTM 通过提供一个直接方法观察 plasmonic 设备内在工作提供清楚的好处，提供在箱子里面的偷看。