| Apie | Žurnalas | Archyvas | Mokslo įdomybės | Paieška |

2003 m. Nr. 3 turinys

· Tinklų integracija
· Ryšių signalų perdavimo elektros tinklais technologija susidūrė su problemomis
· Žinutės

Mobilusis ryšys
· Gudriosios antenos
· Žinutės
· Mobilieji telefonai ligoninėse
· Krislelių žygis
· 3G Saulė aušta rytuose
· Mikrovarikliai iš pjezokeramikos mobiliesiems telefonams
· Kitos kartos GPS

Internetas
· Sezame TV: Plačiajuosčio vaizdo duomenų tiekimo tarnyba per 9 mėnesius
· Žaidimas atsitiktinumais
· Žinutės

Optinis ryšys
· Kinijos optinio ryšio tinklo revoliucija
· Žinutės
· Šviesa valdo fotonų tuneliavimą
· Prie žydrojo Dunojaus šoka persipynę fotonai

Elektronika
· Žinutės
· Kur yra optinės fotolitografijos riba?
· Kompiuteris - prie šachmatų lentos
· Molekulinė elektronika
· Vaizdo jutikliai ir jų ateities vaizdai
· Lankstomi kompiuteriai
· XXI a. alchemija

Sauga
· Automatinė atpažinimo sistema AIS - Automatic identification system
· Asmens tapatumo nustatymas pagal rainelę - smūgis apgavikams ir teroristams
· Kuo grasina piktavalis išorinis priešas
· Elektroninis šnipinėjimas
· Efektyvią pergalę Irake nulėmė informacija
· Sienos danguje

Šviesa valdo fotonų tuneliavimą

    Kvantinė mechanika "leidžia" fotonams prasiskverbti (tuneliuoti) per apertūras, kurias klasikinė fizika laiko per mažomis (plačiau: Naujas šviesus pasaulis // Ryšių technikos naujienos, 2003, Nr. 2). Niekas nepuoselėjo didelių vilčių šį reiškinį panaudoti, nes jis priklausė vien nuo taškinės angos dydžio: arba per ją fotonai tuneliuodavo, arba ne. Tačiau, jei angas užpildysime optiškai labai netiesine medžiaga - polimeru, vieno bangos ilgio fotonų tuneliavimas gali būti valdomas kito bangos ilgio šviesa.

   Merilando universiteto College Park (JAV) ir Karalienės universiteto Belfaste (UK) mokslininkai pradėjo tyrinėti fotonų tuneliavimą, termiškai garindami 0,5 mm storio Au sluoksnius ant stiklo padėklų. Užgarintas auksas būdavo granuliuotos struktūros su 10 - 100 nm dydžio granulėmis. Sluoksnyje atsitiktine tvarka būdavo išsidėsčiusios tos pačios eilės taškinės angos. Po to mokslininkai aukso sluoksnį dengdavo optiškai netiesiniu polimeru - poli3butoksikarbonilmetiluretanu (3BCMU). Kai polimeru dengtas paviršius būdavo apšviečiamas HeNe lazerio 633 nm spinduliuotės pluoštu, per granulių dydžio taškines angas būdavo stebima šviesos emisija.

Kvantinės fizikos požiūriu įmanoma, kad šviesos fotonai prasiskverbtų per apertūras, kurios yra daug mažesnės už fotonų bangos ilgį. Tam tikro bangos ilgio tuneliavusios šviesos intensyvumas ir poliarizacija gali būti keičiami, papildomai apšvietus taškinių angų rinkinį, kuris užpildytas optiškai netiesiniu polimeru, kitos bangos šviesa.

   Norėdami paaiškinti fotonų tuneliavimą per apertūras, daug mažesnes už bangos ilgį, mokslininkai padarė prielaidą, kad metalo paviršiui statmena spinduliuotė sužadina paviršinio elektronų svyravimo kvantus - plazmonus, kurie, sklisdami sluoksnio paviršiuje, lokalizuojasi taškinėse angose. Plazmonai koncentruoja šviesos energiją, o jų stiprus elektrinis laukas kitoje sluoksnio pusėje sužadina kitą plazmoną. Šis galiausiai virsta elektromagnetine spinduliuote. Jei šis modelis teisingas, papildoma kito bangos ilgio spinduliuotė šį plazmono ir šviesos ryšį turėtų paveikti. Ir iš tikrųjų, tokią priklausomybę mokslininkai pastebėjo. Jų kontrolinis 488 nm argono lazerio šviesos pluoštas apšviesdavo taškines angas, užpildytas 3BCMU medžiaga. Kai paviršius būdavo papildomai apšviečiamas 633 nm šviesa, kuri smarkiai keisdavo medžiagos dielektrinę skvarbą, fotonų tuneliavimas sumažėdavo 15 proc.

   Merilando grupės mokslininkas Igoris Smolianinovas tiki, kad netrukus ateis laikas, kai efektą bus galima panaudoti. Įsivaizduokime, kad į tokį nanoangų rinkinį projektuojamas etaloninis ir tiriamasis vaizdas. Pagal moduliuojamą prasiskverbusią spinduliuotę būtų galima spręsti, kiek abu vaizdai yra panašūs arba kiek skiriasi.

   Reikia pasakyti, kad tvarkioji dvimačio taškinių angų darinio fizika yra gerokai sudėtingesnė už vienos angos ar vienmačio angų rinkinio. Norėdama ištirti fotonų tuneliavimo per periodinę dvimatę taškinių angų gardelę dėsningumus, I. Smolianinovo grupė cilindro formos angas formavo sufokusuotu jonų pluoštu. Angos būdavo ėsdinamos silicio nitrido - chromo - aukso sluoksniuoto darinio 400 nm storio aukso sluoksnyje. Po to tvarkingai išsidėsčiusios taškinės angos būdavo dengiamos 3BCMU sluoksniu. Šio eksperimento dėsningumai pasirodė esantys daug sudėtingesni. Krintantis spinduliuotės pluoštas sužadindavo paviršinius plazmonus, bet dėl gardelės periodiškumo emituojama šviesa būdavo atrankios krypties. Kontrolinės spinduliuotės pluoštas ne tik moduliuodavo emituojamos šviesos intensyvumą, bet ir keisdavo jos poliarizaciją.

    Patvirtinęs paviršinių plazmonų modelį, I. Smolianinovas visą dėmesį sutelkė į reiškinio teoriją. "Galima įžvelgti akivaizdų panašumą tarp siaurų cilindrinių nanokanalų netiesinių optinių savybių ir didelių energijų fizikinių teorijų, vadinamų Kalucos-Kleino teorijomis", - tvirtina jis. Tikimasi, kad gilesnis šio reiškinio supratimas atvers kelią jo pritaikymui.


El. p.: info@elektronika.lt