本報(bào)訊（記者張巍巍）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)2月10日（北京時(shí)間）報(bào)道，美國萊斯大學(xué)的科學(xué)家表示，黃金納米粒子的微觀通道可通過暗等離子體振子傳輸電磁能量，而微米尺度的高效能量傳輸或?qū)⒋蠓嵘怆娫O(shè)備的效能。相關(guān)論文發(fā)表在近期出版的《納米快報(bào)》雜志上。

　　該校化學(xué)和電氣系副教授斯蒂芬·林克開發(fā)了一種在玻璃上“打印”黃金納米粒子細(xì)線的方式，這些納米粒子線能從一個(gè)納米粒子將信號(hào)傳給幾微米外的另一個(gè)納米粒子。傳輸間距遠(yuǎn)高于此前的實(shí)驗(yàn)成果，效果與使用黃金納米線進(jìn)行傳輸大致相當(dāng)。

　　研究人員利用電子束將微小的通道切割成玻璃基板上的聚合物，以讓納米粒子線成形。黃金納米粒子通過毛細(xì)作用力沉積在通道內(nèi)，當(dāng)剩余的聚合物和雜散的納米粒子被沖走后，納米粒子線形成，粒子則留在距離納米線幾納米之外。這些粒子都聚集于擁擠不堪的線型鏈中。較小的粒子間距能產(chǎn)生強(qiáng)勁的電磁耦合，引發(fā)低損耗“亞輻射”等離子體振子的形成，這可促進(jìn)能量傳播的距離達(dá)數(shù)微米。

　　等離子體振子是一種可在金屬表面移動(dòng)的電子波，就像池塘中的水被干擾時(shí)一樣。這種干擾可由光等外部的電磁源引起，相鄰的納米粒子將在電磁場(chǎng)互相作用的位置相互耦合，支持信號(hào)從一個(gè)粒子傳輸至下一個(gè)粒子。而暗等離子體振子沒有純粹的偶極矩，因此其無法與光結(jié)合。

　　為了驗(yàn)證究竟能傳輸多遠(yuǎn)，林克及其同事為15微米長的粒子線涂上了熒光染料，并利用光漂白的方法來測(cè)量由激光所激發(fā)的等離子體振子的傳輸距離。結(jié)果顯示，等離子體振子的傳播能量隨距離增加呈指數(shù)遞減。在傳輸4微米后，所測(cè)的強(qiáng)度值僅為最初的1/3。雖然這樣的傳輸距離仍比傳統(tǒng)的光波導(dǎo)短，但在微型電路內(nèi)只需要覆蓋較小的長度尺度。未來或可將放大器應(yīng)用于系統(tǒng)之中，以增加傳輸距離。

　　林克還表示，銀納米線具有比黃金更好的等離子體振子波運(yùn)載功能，傳輸長度可達(dá)15微米。如果未來以銀納米粒子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則可應(yīng)用于更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，或是利用納米粒子波導(dǎo)與其他納米結(jié)構(gòu)部件連接。

　　總編輯圈點(diǎn)

　　納米材料制備技術(shù)的進(jìn)展使得制造可控尺寸和形狀的金屬納米顆粒和微型電路成為現(xiàn)實(shí)，黃金納米粒子化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、與生物分子親和力強(qiáng)、具有獨(dú)特的局域表面等離子共振性質(zhì)，在光學(xué)生物傳感器方面?zhèn)涫荜P(guān)注，世界最小的納米耳、腫瘤傳感器等都已出現(xiàn)。當(dāng)前，我們對(duì)黃金等金屬納米材料所呈現(xiàn)出的光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)等特殊性質(zhì)的研究并不充分，隨著基礎(chǔ)研究的深入，它必將是支撐物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代和人類更美好生活的重要基石。