弯曲的等离子体通量揭示了纳米级内实际光操纵的新方法

托木斯克理工大学的科学家与俄罗斯同事和丹麦技术大学的研究人员首次通过实验证明了等离子体准粒子的二维 (2D) 弯曲通量的存在，即等离子体钩。扁平的 2D 钩子比 3D 钩子小，并且具有新的特性，因此，研究人员认为它是高速微光电路中最有前途的发射器。研究结果发表在《应用物理快报》杂志上。

电子在现有的计算设备中传输信息。科学家们假设，如果电子被光子、光量子取代，就有可能以光速传输数据。为了使微光电路和光计算机成为普通设备并大规模生产，需要找到一种将光压缩到纳米级的方法。

“我们正在寻找可以解决这个任务的新型曲线波通量。以前我们通过模拟和实验证明了光子和声学钩子的存在，现在我们已经证明了等离子体钩子的存在。现在，它是最一种很有前景的信号传输方法。等离子体波长比自由空间中的 3D 波长短，辐射定位区域为纳米级。它是小型化的关键指标，”TPU 电子工程系教授 Igor Minin，研究工作的一名主管说。

该文章的作者使用简单且廉价的聚焦元件获得了一个扁平的等离子体钩。扁平等离子体钩是一种不对称的介电粒子，大小为 4-5 μm，厚度约为 0.25 μm。根据科学家的说法，分词形状可以是多种多样的，在这种情况下，它是一个带有对接棱镜的微立方体。将该粒子置于0.1μm厚的金膜上，在膜的另一侧沉积衍射光栅。

在实验过程中，激光射线直接对准衍射光栅。等离子共振发生在阳光下衍射接枝的表面附近，即阳光被转换为等离子体波。这些波通过聚焦在二维弯曲射线中的不对称介电粒子。

“由于介电粒子的特殊形状，我们获得了 2D 弯曲射线。亚波结构聚焦的机制之一是基于等离子纳米喷射现象，我们之前第一次设法通过实验修复了这种现象。当我们将自由 3D 空间转移到等离子体激元，换句话说，在二维空间中，物质的量子本质揭示了。它允许隐含地实现控制物质与光之间相互作用的新机会，例如，实现基于微纳米颗粒、近场生物分子检测的生物传感方法。当然，现在谈论结果的应用还为时过早，这是未来研究的任务。因此，任何基于光学原理来传输信号的研究和实验都还处于基础研究的实践阶段。各个领域的科学家都必须克服许多挑战，才能创造出高效的光学计算机甚至高效的微电路。为了克服这些挑战，可能需要 10 到 15 年的时间，”研究工作的发起人、TPU 教授 Igor Minin 说。

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