Antenne met vijf gouddeeltjes op rij

Een extreem kleine antenne kan licht op nanoschaal sturen, zo lieten wetenschappers van het FOM-instituut Amolf onlangs voor het eerst in de praktijk zien. Zij ontwikkelden hiervoor zelf een nieuwe meettechniek. Deze doorbraak is van groot belang voor het ontwerpen van kleine efficiënte antennes, voor toekomstig gebruik in zonnecellen, ultrakleine sensoren, optische computerchips en quantumcomputers.

De antenne die promovendus Toon Coenen en zijn collega's op Amolf gemaakt hebben, bestaat uit vijf extreem kleine gouden nanodeeltjes, die op een rijtje geplaatst zijn. Elk nanodeeltje heeft een sterke gevoeligheid voor zichtbaar licht, dat zich uit in een resonantie die veroorzaakt wordt door het heen en weer bewegen van vrije elektronen in het metaal. Met nanofabricage kunnen onderzoekers zulke deeltjes nu zo rangschikken, dat ze samen een antenne vormen die een miljoen keer kleiner is dan een TV-antenne

Cathodoluminescentie

De nanodeeltjes die samen de antenne vormen, zijn zo verschrikkelijk klein dat het onmogelijk is om ze afzonderlijk te kunnen zien of aansturen met een optische microscoop. De onderzoekers gebruikten daarom een vijf nanometer dikke elektronenbundel van een elektronenmicroscoop om de antenne heel precies te kunnen sturen. De elektronenbundel brengt de deeltjes in hun aangeslagen toestand waardoor zij vervolgens licht uitzenden. Deze meettechniek, ook wel ‘cathodoluminescentie spectroscopie’ genoemd,  is door de onderzoekers zó aangepast dat het nu voor het eerst mogelijk is om ook de richting waarin het licht wordt uitgezonden te meten, en te sturen. 

(bron: FOM)