Nanoantenna-避雷针效应产生快速光开关

南安普顿大学的科学家团队产生快速的纳米光学晶体管黄金 nanoantenna 辅助阶段过渡。

工作，发表在杂志上光，科学和应用 （”辅助天线皮秒二氧化钒纳米相变过程控制”），开辟了新方向天线辅助开关和光记忆。

金天线对钒氧化薄膜，与天线辅助相变 （红色）

钒氧化薄膜，与天线辅助相变 （红色） 金天线的艺术家的印象。(图像︰ 南安普敦大学)

小的纳米结构，可以与光相互作用强烈感兴趣的一系列新兴的新应用，包括小光电路和 metasurface 光学平面。会聚旨在有较强的光学共振的能量远远低于最小的规模可能使用传统的光学衍射极限的集中在那里。这种极端的浓度的光可以用来提高所有种类的影响有关的局部的能量转换和收获、 小分子、 量子点的光的耦合和生成新频率的光通过非线性光学。

旁边的精确调谐这些天线的设计，积极调整其属性的能力是极大的兴趣。

首席作者教授奥托 Muskens，从南安普敦大学说:”如果我们都能够积极调整使用电气或光学信号 nanoantenna，我们可以实现晶体管型开关光与纳米尺度足迹的数据。这种有源器件也可调谐天线的光集中效应导致在可转换和可调谐天线辅助进程中的新应用。”

南安普顿队用天线本身的属性来实现低能量光开关的相变材料。要达到这个效果而使用的材料是二氧化钒。

二氧化钒是一种特殊的材料属性，可以切换从绝缘体到金属的相变点 (68 ° C) 以上温度的升高。这种材料制作的挑战性，由一个团队在索尔福德大学，谁专攻薄膜沉积，能生长的这种材料非常高质量薄膜。

金会聚在此薄膜制备和被用来本地驱动器的二氧化钒的过渡期。

Muskens 教授解释说:”nanoantenna 通过本地尖端附近的天线的能量集中，协助二氧化钒的相变。它就像闪电杖效果。这些立场也是天线共振哪里最敏感到当地的扰动。天线辅助开关因而结果影响很大同时要求只有极少量的能量”。

理论模拟由团队从圣塞巴斯蒂安，西班牙巴斯克大学完成。他们详细的计算显示会聚由天线周围局部吸收提供一条新途径。天线辅助机制导致较低的开关的相比只是 VO2 薄膜，对应于 picojoule 的能量和计算的效率的 40%以上。