In un quinquennio, Alexander Dmitriev e il suo team di ricerca a Chalmers assumeranno un compito che fino ad ora è stato ritenuto impossibile:creare una forte interazione tra luce e campi magnetici e determinare modi per controllare la luce con il magnetismo su scala nanometrica. The Harnessing light and spin through plasmons at the nanoscale project ha ricevuto quasi 38 milioni di corone svedesi dalla Fondazione Knut e Alice Wallenberg, e può eventualmente portare a modi più efficaci per elaborare e memorizzare le informazioni con la luce e creare diversi tipi di elementi ottici.
"L'intero campo è ancora abbastanza sconosciuto, e siamo uno dei pochi gruppi di ricerca al mondo che attualmente esaminano specificamente la luce come risonanze nanoplasmoniche combinate con nanostrutture magnetiche, "dice Alexander Dmitriev, professore associato di fisica a Chalmers.
Per molto tempo è stato ritenuto impossibile combinare luce e magnetismo a causa di un gap di frequenza in cui la luce si muove 10, 000 volte più veloce della reazione del magnetismo, il che significa che non si sentono l'un l'altro e non possono integrarsi. Catturando la luce nelle cosiddette nanoantenne, che sono costruiti su una superficie, è possibile che i due interagiscano su scala nanometrica. Ci sono nanoplasmoni in questa superficie di nanoantenne creata artificialmente, in altre parole piccole unità di elettroni che, se esposte alla luce visibile, si muovono o oscillano collettivamente e creano così campi elettromagnetici potenziati e localizzati che possono poi essere collegati a materiali magnetici tramite diversi tipi di effetti magneto-ottici.
Vogliamo tentare di forzare la luce a diventare orientabile usando il magnetismo, e viceversa, e quindi eliminare il gap di frequenza, " dice Alexander Dmitriev.
Componenti ottici orientabili
Quando il progetto terminerà tra cinque anni, il team spera di aver ottenuto una comprensione fondamentale del campo e di essere meglio attrezzato per costruire le nanostrutture specifiche necessarie per ottenere le proprietà desiderate. Riunendo team di ricerca leader a livello internazionale di Chalmers e delle università di Uppsala e Göteborg, sarà possibile utilizzare competenze nell'ambito della fisica sia teorica che sperimentale in nanoplasmonica, nanomagnetismo e spintronica. Però, anche se il progetto ha un carattere puramente fondamentale, Alexander Dmitriev vede chiare aree di applicazione in cui si spera sia possibile utilizzare i metodi in futuro.
"Questa tecnologia potrebbe consentire componenti ottici orientabili e adattabili che non sono facilmente controllabili con la corrente elettrica, ad esempio ologrammi tridimensionali che si muovono in tempo reale. Grazie all'interazione potenziata che vogliamo creare tra luce e magnetismo su scala nanometrica, sarà possibile utilizzare campi magnetici a bassa intensità simili a quelli che si trovano nei normali magneti da frigorifero, e sarà veloce, efficiente dal punto di vista energetico e facile da integrare con l'elettronica.