混合纳米天线：让数据记录变得轻而易举

材料牛注：一群来自圣彼得堡ITMO大学的科学家最近提出了一种在纳米尺度上有效操控光的方法，这一方法基于混合金属电介质的纳米天线。这项新技术为超高密度的光学数据记录和大范围生产局部化的光学纳米器件提供了新的平台，并且能够在纳米尺度上加强对光的操纵。

纳米天线是能够将自由传播的光转换成局部光的装置，能够将光压缩到几十纳米。这种局部化可以使科学家在纳米尺度上有效地控制光，也就解释了为什么纳米天线可能成为依赖于光子，而不是电子，去处理和发送信息的未来光学计算机的基本构建块之一。光子作为替换信息的载体已经是大势所趋，毕竟光子在信息容量、耗能、解决电路发热问题等方面优于电子好几个数量级，与此同时还能确保数据的高速交换。

直到最近，生产光控的混合纳米天线平面阵列都被认为是一个极其困难的过程。针对该问题的最新一个解决方案是由来自ITMO大学，圣彼得堡学术大学和莫斯科高温联合研究所的研究人员共同提出的。研究人员开发出了全新的技术来设计混合纳米天线阵列，在阵列内单个纳米天线还可以进行高精度的调整。这一创新是由接连两个生产阶段结合起来进行的，即激光光刻和超短脉冲激光，后者更是能够做到在飞秒内将纳米天线精确曝光。

混合纳米天线的实际应用主要体现在超高密度的数据记录领域。现代光驱的信息记录密度可达约每平方英寸10Gb，它与单个像素几百纳米的尺寸大致相等。尽管这样的尺寸可以和纳米天线的大小相媲美，但是科学家们仍额外提出要控制其在可见光中的颜色。这一过程为数据记录增添了一个新的维度，也相应地增加了系统的数据存储容量。

除了超高密度数据记录外，混合纳米天线的选择性修饰还有助于设计混合融合表面、波导和环境监测使用的紧凑型传感器。在不久的将来，研究小组还计划把研究重点转移到开发具体的应用上来。

与常规热诱导制造的纳米天线不同的是，这种新方法允许调整阵列中的各个纳米天线，并且能在混合纳米结构中精确控制整体的光学性能。

ITMO大学的教授，该研究的主导Dmitry Zuev对外宣称，“我们的不对称混合纳米天线的概念结合了先前被认为是相互矛盾的两种方法：等离子体和全电介质纳米光子。我们的混合纳米结构继承了这两种方法的优点，做到了局部化和在纳米尺度上对光的增强，同时还拥有低光学损耗和控制散射图案的能力。而采用激光塑形的方法也有助于我们更准确，更迅速地改变这种结构的光学性能，甚至以极高的密度来记录信息。”

目前，这一研究成果已经发表在Advanced Materials上。

原文参考地址：Hybrid Nanoantennas: Next Generation Platform for Ultradense Data Recording.

感谢材料人编辑部封蕾提供素材