Läheneme valguse kiirusele: Pinnaplasmon tõotab revolutsiooni elektroonikas

Metallpinna külge „takerdunud“ valguslained, nn pinnaplasmonid (ingl surface plasmons) liikusid allikast rohkem kui 250 mikroni kaugusele — kaugemale, kui teadlased eeldasid. Ehkki läbitud vahemaa võrdub vaid 0,025 sentimeetriga, võib see olla piisav ülikiirete elektrooniliste vooluahelate konstrueerimiseks.

Uurijail õnnestus pinnaplasmonite liikumisest ka videoülesvõte teha. Kuna pinnaplasmonid kihutavad peaaegu valguse kiirusel, võiksid nende baasil toimivad arvutid töötada oluliselt palju kiiremini kui praegu kasutusel olevad elektroonikaseadmed.

Videot vaata siit (klõpsti)

Me kõik teame, et valgus võib läbipaistvatest materjalidest, nt klaasist läbi tungida. Metallid seevastu peegeldavad ja tõkestavad valgust väga tõhusalt. Erilise ülesehitusega üliväikestesse metallstruktuuridesse on plasmoneid siiski võimalik lõksu püüda. Kinnipüütud valguslaine muutub plasmaostsillatsiooni-kvandiks ehk pinnaplasmoniks. Plasmonid võivad õhus levida peaaegu välgukiirusel.

Ainulaadset suutlikkust pinnaplasmonite eksperimentaalseks uurimiseks esitlesid USA energiaministeeriumi loodepiirkonna laboratooriumi PNNL (ingl Pacific Northwest National Laboratory) uurijad.

Katsete käigus tulistati kullast katsepinda kahe laserimpulsiga, millest esimest nimetatakse „pumbaks“, teist aga „sondiks“. „Pumbaga“ tekitatakse pinnaplasmon. Sellele järgneb lühikese aja pärast „sond“, mis pinnaplasmoni tuvastab. Pump- ja sondimpulsside vahelist ajalist lõtku pidevalt täppishäälestades täheldas töörühm plasmoni liikumist kulla pinnal.

Lõksu kätketud lainete levimine püüti ka videopildile, tänu millele oli võimalik vahetult registreerida selliseid parameetreid nagu lainepikkus ja levimise kiirus.

Teadlased tegid ka kindlaks, et levivaid plasmoneid on võimalik tuvastada vähemalt 250 mikroni kaugusel neid tekitavast allikast, mis tähendab, et plasmon võib liikuda piisavalt kaugele selleks, et seda oleks võimalik kasutada komponendina elektroonilistes vooluringides.

Tänu samale avastusele võib tulevikus olla võimalik valmistada enneolematult kiireid raale ning seadmeid mitmesugusteks rakendusteks bioloogia, arstiteaduse ja energeetika vallas.