Объявленный как прорыв в лазерной технологии, которая принесет пользу биомедицине путем открытия двери в манипуляцию ДНК и другие заявления,ученые в США сделали самый маленький лазер полупроводника в мире, который может сосредоточить свет в космосе, меньшем, чем единственный белокмолекула.Исследование, приведшее к прорыву, было сделано доктором Сян Чжаном, преподавателем машиностроения и директором Калифорнийского университетаНаноразмерная Наука Беркли и Технический Центр и коллеги, и описаны в продвинутой онлайновой проблеме 30 августа журналаПрирода.

Исследование привносит нечто новое в область оптики, потому что Чжан и коллеги не только нашли способ сжать свет в крошечное пространство, нотакже найденный способом остановить его рассеивающий, как это проходит, т.е. это поддерживает истинные лазерные свойства.В течение некоторого времени теперь эксперты по оптике экспериментировали с попыткой сделать электромагнитные лучи меньшими и меньшими, и это былотрадиционно принятый, что Вы не можете сжать такие волны в места, меньшие, чем половина их длины волны.Но как, Чжан сказал:«Эта работа разрушает традиционные понятия лазерных пределов и делает значительный успех к применениям в биомедицинском, коммуникациях ивычислительные области."Он сказал, что их достижение открывает дверь в разработку «нанолазеров», которые будут в состоянии исследовать, управлять и характеризовать Молекулы ДНК.

В других областях как телекоммуникации это позволит данным нестись на скоростях много раз быстрее, чем современная технология. И это поможетразработка оптических компьютеров, где свет заменяет электронные схемы, позволяя огромные прыжки в скорости и вычислительной мощности.Исследователи пытались сжать свет вниз к десяткам миллимикронов, достигая традиционно проводимого предела половины его длины волны,связывание света к электронам, колеблющимся вместе на поверхности металлов, создавая то, что называют поверхностными плазмонами: где свет и колебаниеэлектроны взаимодействуют.Одна из проблем создания лазеров, которые это маленькое – то, что естественная электрическая устойчивость к металлам заставляет плазмоны рассеивать очень быстро, ипроблема состоит в том, как преодолеть это плюс сторожевая башня целостность возбуждения между светом и колеблющимися электронами, идущими постоянно(усиление).

Чжан и коллеги создали структуру, способную к хранению световой энергии в неметаллическом промежутке, который был приблизительно в 20 раз меньшим, чем его длина волны.промежуток составляет приблизительно 5 миллимикронов о размере единственной молекулы белка.

Они сделали структуру из нанопровода сульфида кадмия (приблизительно 1 000 разразбавитель, чем человеческие волосы) с серебряной поверхностью.Новая структура преодолела проблему энергетического разложения, теперь там остался проблемой усиления.

Но то, что они нашли, было промежутком нанопровода, делал обе работы: это был механизм ограничения, остановивший потери, и это был усилитель.«Это тянет двойную обязанность», сказали ведущий автор доктор Руперт Ултон, научный сотрудник в лаборатории Чжана, сначала придумавший идею промежутка нанопровода в последний разгод.Это было реальной премией потому что в таких небольших пространствах нет большого количества комнаты, чтобы играть с и делая обе работы, которые новая «гибридная» структура спасла наличиюпомещать другое устройство в то пространство.

Авторы написали, что удерживание и выдерживающий свет в таком небольшом пространстве изменяет радикально способ, которым это взаимодействует с вопросом и вызывает значительноеувеличение непосредственного уровня эмиссии света. Чжан и коллеги измерили шестикратное увеличение непосредственного уровня эмиссии.Биохимики уже используют плазмоны, чтобы посмотреть на белок к белковому взаимодействию. Более обычные методы полагаются на маркировку одного белка с aфлуоресцентная краска одного цвета и другого белка с краской другого цвета.

Этот метод имеет пределы в том иногда, краски изменяют способ, которым белки ведут себя, итакже, когда этикетки сидят друг на друге, Вы не видите, взаимодействовали ли белки действительно.Таким образом, биохимики действительно стремятся иметь инструменты, позволяющие им видеть, как белки взаимодействуют в своей естественной форме и устройствах, полагающихся на плазмонрезонанс позволяет им делать это.

Они используют факт, что плазмоны требуют, чтобы радиация определенных длин волны колебалась, и белки, приложенные кповерхности, генерирующие плазмоны, изменяют частоту, в которой они резонируют. Путем измерения изменений в резонансе ученые могут сказать то, чтослучай на уровне белок-белкового взаимодействия.Теперь с этим новым прорывом от Чжана и коллег, «исследование» имеет еще меньший, делая его более возможным что однажды, устройства какнанолазеры плазмона будут в состоянии исследовать и управлять на уровне ДНК.

«Лазеры плазмона в глубоком масштабе поддлины волны».Руперт Ф. Олтон, Волкер Дж. Сорджер, Томас Зентгрэф, мама минуты северного оленя, Christopher Gladden, Lun Dai, Guy Bartal & Xiang Zhang.Природа, успехонлайновая публикация, 30 августа 2009.

DOI:10.1038/nature08364Источник: Калифорнийский университет – Беркли, лазер сосредотачивает мир.