Nanoformaat tv-antenne werkt ook

Natuurkunde

Een antennestructuur op nanoschaal vangt fotonen op en stuurt ze in een bepaalde richting. Dat hebben onderzoekers van het Institute of Photonic Sciences in Barcelona aangetoond. Zij bouwden op een glassubstraat met vijf parallelle strookjes goud een nanoantenne. De structuur heeft de vorm van een klassieke tv-antenne, waarvan de elementen elk 145 nm lang zijn en 175 nm uit elkaar liggen.

Om de structuur te testen stuurden de onderzoekers een lichtsignaal naar de antenne. De uitdaging was om alleen het hoofdelement van de antenne aan te slaan. Omdat de goudstrips kleiner zijn dan de golflengte van het licht, 800 nm, is het onmogelijk om het licht simpelweg op de strook te focusseren. Dit hebben de onderzoekers opgelost door op het hoofdelement kwantumdots aan te brengen. Die vangen het licht op en geven het alleen af aan het element waarop ze zitten. Daardoor komen de elektronen in het oppervlak van het goud in resonantie. De antenne blijkt vervolgens licht zeer gericht uit te zenden.

Een andere techniek om kleine aantallen fotonen te richten is door kwantumdots in te sluiten in een trilholte, zodat licht maar in één richting kan ontsnappen. Uit het onderzoek van de Spanjaarden blijkt dat de nanoantenne dit efficiënter kan.

Het opvangen en richten van zeer kleine aantallen fotonen is van belang voor kwantumcomputers of het detecteren van minuscule hoeveelheden van stoffen.