混合納米天線：讓數據記錄變得輕而易舉

材料牛注：一群來自圣彼得堡ITMO大學的科學家最近提出了一種在納米尺度上有效操控光的方法，這一方法基于混合金屬電介質的納米天線。這項新技術為超高密度的光學數據記錄和大范圍生產局部化的光學納米器件提供了新的平臺，并且能夠在納米尺度上加強對光的操縱。

納米天線是能夠將自由傳播的光轉換成局部光的裝置，能夠將光壓縮到幾十納米。這種局部化可以使科學家在納米尺度上有效地控制光，也就解釋了為什么納米天線可能成為依賴于光子，而不是電子，去處理和發送信息的未來光學計算機的基本構建塊之一。光子作為替換信息的載體已經是大勢所趨，畢竟光子在信息容量、耗能、解決電路發熱問題等方面優于電子好幾個數量級，與此同時還能確保數據的高速交換。

直到最近，生產光控的混合納米天線平面陣列都被認為是一個極其困難的過程。針對該問題的最新一個解決方案是由來自ITMO大學，圣彼得堡學術大學和莫斯科高溫聯合研究所的研究人員共同提出的。研究人員開發出了全新的技術來設計混合納米天線陣列，在陣列內單個納米天線還可以進行高精度的調整。這一創新是由接連兩個生產階段結合起來進行的，即激光光刻和超短脈沖激光，后者更是能夠做到在飛秒內將納米天線精確曝光。

混合納米天線的實際應用主要體現在超高密度的數據記錄領域。現代光驅的信息記錄密度可達約每平方英寸10Gb，它與單個像素幾百納米的尺寸大致相等。盡管這樣的尺寸可以和納米天線的大小相媲美，但是科學家們仍額外提出要控制其在可見光中的顏色。這一過程為數據記錄增添了一個新的維度，也相應地增加了系統的數據存儲容量。

除了超高密度數據記錄外，混合納米天線的選擇性修飾還有助于設計混合融合表面、波導和環境監測使用的緊湊型傳感器。在不久的將來，研究小組還計劃把研究重點轉移到開發具體的應用上來。

與常規熱誘導制造的納米天線不同的是，這種新方法允許調整陣列中的各個納米天線，并且能在混合納米結構中精確控制整體的光學性能。

ITMO大學的教授，該研究的主導Dmitry Zuev對外宣稱，“我們的不對稱混合納米天線的概念結合了先前被認為是相互矛盾的兩種方法：等離子體和全電介質納米光子。我們的混合納米結構繼承了這兩種方法的優點，做到了局部化和在納米尺度上對光的增強，同時還擁有低光學損耗和控制散射圖案的能力。而采用激光塑形的方法也有助于我們更準確，更迅速地改變這種結構的光學性能，甚至以極高的密度來記錄信息。”

目前，這一研究成果已經發表在Advanced Materials上。

原文參考地址：Hybrid Nanoantennas: Next Generation Platform for Ultradense Data Recording.

感謝材料人編輯部封蕾提供素材