ScienceGuide staat voor verdieping. Dit is het platform waar de actualiteit en achtergrond elkaar ontmoeten op een inhoudelijke en doordachte wijze. Onder het uitklapteken vind je dus een toelichting, geheugensteun of voetnoot die de redactie of de auteur toevoegt. Dit doen wij om ervoor te zorgen dat wij in onze artikelen grondig en gedetailleerd in kunnen gaan op belangrijke details, zonder de lezer kwijt te raken.
Hoe glasvezel en chip met elkaar praten
Nieuws |
de redactie
7 december 2009 | FOM en Twente komen met een nieuw soort lichtbron. Een elektrische ‘plasmonbron’ zendt lichtgolven uit die zó klein zijn dat ze in een computerchip passen. "We hopen met deze technologie mogelijk te maken met een sensorchip met een miljoen plasmonpixels simultaan een miljoen medische testen te doen.”
Wereldwijd wordt veel onderzoek gedaan naar plasmonen:ultrakleine elektromagnetische golven die zich voortplanten aan hetoppervlak van een metaal. Plasmonen hebben een sterke interactiemet de elektronen in het metaal, waardoor de golflengte sterk wordtverkleind. Daarom kunnen plasmongolven zich bijvoorbeeld doorextreem kleine gaatjes persen, zoals in 1998 werd ontdekt door deFranse onderzoeker Thomas Ebbesen.
In laboratoriumexperimenten werden plasmonen tot nu toe opgewektmet complexe laseropstellingen. In het ontwerp van hetAmsterdam-Twentse team zijn de plasmonen voor het eerst elektrischopgewekt. De onderzoekers bouwden daarvoor met nanotechnologie eenschakeling die bestaat uit twee dunne metaalfilms, met daartussensiliciumdeeltjes ter grootte van slechts enkele nanometers.
Door een elektrische spanning tussen de metaalfilms aan te leggenraken de siliciumdeeltjes aangeslagen, waarna ze hun energieuitzenden in de vorm van plasmongolven. De frequentie van deplasmonen wordt bepaald door de diameter van de nanodeeltjes.
Doordat plasmonen zo’n korte golflengte hebben en als het ware heeldicht tegen het metaal-oppervlak zijn aangeplakt, kunnen er extreemkleine optische schakelingen, met afmetingen van slechts tientallennanometers, mee worden gebouwd. Daarmee wordt het mogelijk optischecommunicatietechnologie, die normaal gebruik maakt van relatiefdikke glasvezels, te integreren met de elektrische chipindustrie,waar dimensies van slechts tientallen nanometer een rol spelen. Hetlicht wordt dan in de vorm van plasmonen over de computerchipgeleid.
Daarnaast zien de onderzoekers een bijzondere toepassing voor deplasmonbron in lab-on-a-chip producten, waarmee ziektes kunnenworden gediagnosticeerd of chemicaliën gedetecteerd. De plasmonbronwordt dan gebruikt als sensor waarmee kleine hoeveelheden moleculenmet plasmonen worden gedetecteerd.
Robb Walters, een postdoc onderzoeker in de groep van Albert Polmandie aan dit project werkte: “Je kunt nu voor €30 een digitalecamera kopen met 4 miljoen pixels op een chip, die iederafzonderlijk werken als een sensor voor licht. We hopen dat het metdeze technologie op een dag mogelijk is om met een sensorchip metdaar op een miljoen plasmon pixels simultaan een miljoen medischetesten te doen.”
