Splendente luce visibile su due minuscoli cilindri di silicio, o un "nanodimero", posti a soli 30 nanometri di distanza, produce punti caldi risonanti sia per il campo elettrico che magnetico, trova uno studio dei ricercatori A*STAR. Questo fenomeno potrebbe essere potenzialmente utilizzato per collegare dispositivi informatici.

Precedenti lavori teorici avevano previsto l'esistenza di tali punti caldi magnetici, ma questa è la prima volta che sono stati osservati sperimentalmente con luce visibile in una configurazione di nanodimeri (vedi immagine), secondo l'autore principale Reuben Bakker dell'A*STAR Data Storage Institute. I ricercatori hanno calcolato numericamente le risonanze elettriche e magnetiche previste e hanno trovato un buon accordo con i risultati sperimentali.

L'uso della luce per trasportare informazioni, noto come fotonica, è fondamentale per la continua crescita della tecnologia dell'informazione. Sfortunatamente, il limite di diffrazione della luce le impedisce di essere diretto a dimensioni inferiori alla metà della sua lunghezza d'onda, che impone un limite alle dimensioni minime dei dispositivi basati sulla fotonica.

L'uso delle risonanze plasmoniche nei metalli - oscillazioni collettive risonanti di elettroni di conduzione - è stato proposto come un modo per superare questo limite. Però, i metalli che supportano i plasmoni sono spesso "perdibili", il che significa che la distanza che la luce può percorrere in essi è piuttosto limitata.

"Tipicamente nella fotonica dei metalli, ricercatori hanno studiato il campo elettrico, " dice Bakker. "Ma ora stiamo esaminando i materiali nel regime di lunghezza d'onda inferiore (al di sotto del limite di diffrazione), dove possiamo anche creare e manipolare il campo magnetico. Essenzialmente, il campo elettrico crea un loop di corrente all'interno della nanoparticella e questo loop di corrente crea la risonanza magnetica."

Essere in grado di manipolare il campo magnetico vicino al nanodimero fornisce "un'altra leva da tirare in modo che la luce faccia ciò che vogliamo che faccia, "dice Bakker.

Per sfruttare questo effetto, le nanoparticelle devono essere costituite da un materiale ad alta costante dielettrica, come il silicio.

"Abbiamo preso la direzione del silicio perché ha un alto indice di rifrazione e non ha le perdite che hanno i metalli, " dice Bakker. "Ma il silicio potrebbe non essere la risposta definitiva. Sappiamo come lavorare con il silicio grazie all'industria dei circuiti integrati ed è un bene, ma è il migliore? Lo stiamo ancora cercando di capire".

Bakker vede questo lavoro come un passo verso sistemi più complessi che potrebbero potenzialmente finire come nanoantenne o sistemi di guida d'onda. "Questo nanodimero è un intermediario, non è il dispositivo più utile in sé. Dobbiamo sviluppare la nostra comprensione di questi sistemi su base incrementale, " lui dice.