Draai fotonica om vooruit te komen met nieuwe Anapole-sonde

Home > Media > Spin fotonica om vooruit te komen met nieuwe anapole-sonde

CREDIT
door Fanfei Meng, Aiping Yang, Kang Du, Fengyang Jia, Xinrui Lei, Ting Mei, Luping Du en Xiaocong Yuan

Abstract:
Topologische niet-triviale spin-texturen zijn intrigerend in verschillende fysieke systemen, variërend van fysica met hoge energie tot fysica van gecondenseerde materie. De magnetische Skyrmionen gevormd door een wervelende magnetisatie in magnetische materialen hebben potentiële toepassingen in de opslag en overdracht van magnetische informatie met hoge dichtheid. Bovendien werden recentelijk fotonische analogen van magnetische Skyrmionen voorgesteld en gedemonstreerd in zowel 2D- als 3D-vormen. De diepe subgolflengtekenmerken van spinstructuren bieden nieuwe hulpmiddelen voor optische metrologie, waaronder zeer nauwkeurige verplaatsingsdetectie en monitoring van magnetische domeinen.

Draai fotonica om vooruit te komen met nieuwe anapole-sonde

Changchun, China | Geplaatst op 4 november 2022

In een nieuw artikel gepubliceerd in Light Science & Applications, heeft een team van wetenschappers onder leiding van professoren Luping Du en Xiaocong Yuan van de Universiteit van Shenzhen een unieke anapoolsonde ontwikkeld om de fotonische spinstructuren te meten die worden gedomineerd door magnetische velden. Hun paper, "Het meten van de magnetische topologische spinstructuur van licht met behulp van een anapole-sonde", gaf aan dat hun voorgestelde methoden waardevol zouden kunnen zijn bij het bevorderen van spin-fotonica.

De vorige Skyrmion-structuren van licht werden waargenomen in oppervlakteplasmonpolaritonen met elektrische velden die hun golfeigenschappen domineren. Er zijn veel benaderingen voorgesteld om de elektrische veldverdelingen in het nabije veld in kaart te brengen, waaronder fluorescentiebeeldvorming, foto-emissie-elektronenmicroscopie en nabije-veld scanning optische microscopie (NSOM) met vezelsondes of nanoscatters.

Naast het elektrische deel in optische spin, is het magnetische deel essentieel voor transversale elektrische (TE) modi (H-type golven). Hoewel er verschillende technieken voor het in kaart brengen van het nabije veld zijn ontwikkeld voor het karakteriseren van de magnetische velden, hetzij met behulp van een NSOM-sonde met een specifieke apex of nanodeeltjes met een hoge brekingsindex, bezwijken ze voor onvermijdelijke invloeden van het elektrische veld. Het zou de vectoreigenschappen van het gemeten magnetische veld beïnvloeden en afbreuk doen aan de robuustheid van het systeem bij het karakteriseren van de topologische spin-eigenschappen die verband houden met de magnetische velden. De anapoolmodus van nanodeeltjes met pure magnetische veldrespons zou een geweldige oplossing kunnen zijn. Het heeft veel aandacht getrokken voor near-field optica en nano-optica.

De onderzoekers stelden een unieke magnetische sonde voor met een anapool-modus (hierna de anapool-sonde genoemd). Het zou helpen bij het meten van de topologische spinstructuren van verdwijnende golven die worden beheerst door magnetische velden. De sonde bestaat uit een Ag-core en Si-shell nanosfeer, waarvoor de geëxciteerde elektrische dipool- en toroidale dipoolmodi destructieve interferentie ervaren. De anapool vormt de anapoolmodus en onderdrukt verstrooide straling veroorzaakt door elektrische velden. Deze anapoolmodus overlapt met een sterke magnetische dipoolresonantie, die een hoge detectie-efficiëntie van het magnetische veld garandeert.

Een zelfgebouwd near-field scansysteem met behulp van de anapole-sonde werd geassembleerd en waarmee de magnetische topologische spinstructuren van de TE-modus voor het eerst werden gekarakteriseerd, inclusief individuele fotonische Skyrmionen en Skyrmion/Meron-roosters. Met hoge gevoeligheid en precisie kan de voorgestelde methode een waardevol hulpmiddel worden voor het bestuderen van de onderliggende fysieke processen die verband houden met de magnetische veldcomponenten van licht en de ontwikkeling van toepassingen vergemakkelijken, waaronder gegevensopslag, metrologie, optische pincetten en chirale nanoscopie.

####

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Medienkontakt

Yaobiao Li
Light Publishing Center, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, CAS
Kantoor: 86-431-861-76851
Contactpersoon voor experts

Luping Du
Universiteit van Shenzhen, China

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer: