Creati laser che operano alla dimensione dei virus

Gli scienziati statunitensi hanno sviluppato un nuovo metodo in grado di creare laser singoli che lavorano alle dimensioni di una particella virale.

Una ricerca condotta dai ricercatori dalla Northwestern University ha trovato un metodo per costruire dispositivi laser singoli delle dimensioni di una particella virale che operano a temperatura ambiente. Questi nanolaser plasmonici possono essere facilmente integrati nei dispositivi fotonici a base di silicio, nei circuiti ottici e nei biosensori sulla scala nanometrica.

La riduzione delle dimensioni degli elementi fotonici ed elettronici è cruciale per l’elaborazione ultra veloce dei dati e per la  memorizzazione ultra densa di informazioni. Quindi, la miniaturizzazione di uno strumento chiave come il laser  non dovrebbe fare eccezione.
Le sorgenti di luce coerente su scala nanometrica sono importanti non solo per esplorare i fenomeni su scala ridottissima, ma anche per realizzare dispositivi ottici delle dimensioni che potrebbero essere in grado di battere il limite di diffrazione della luce,” ha spiegato Teri Odom, un’esperta in nanotecnologia e capo della ricerca che ha pubblicato il risultato dello studio sulla rivista specializzata Nano Letters.

“La ragione per cui siamo in grado di fabbricare un nano-laser di dimensioni inferiori rispetto a quello consentito dalla diffrazione è perché abbiamo costruito una cavità ottica risonante dei dimeri di nanoparticelle metalliche – le strutture tridimensionali a forma di papillon,” ha dichiarato Odom.

Le cavità ottiche risonanti sono fondamentali per la costruzione dei laser. Al loro interno la radiazione elettromagnetica si configura in onde stazionarie che si annullano sulle interfacce.
Tali nanostrutture metalliche supportano i plasmoni localizzati sulla superficie – le oscillazioni collettive degli elettroni – che non hanno limiti fondamentali quando si restringono alla luce.

L’uso della geometria a forma di papillon ha due vantaggi significativi rispetto al precedente lavoro sui laser plasmonici:
(1) la struttura a forma di papillon fornisce un ben definito punto elettromagnetico caldo in un volume di dimensioni nanometriche a causa di un effetto antenna
(2) la struttura individuale ha solo una minima perdita dei metalli grazie alla sua geometria discreta.

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