Los profesores Myung-Ki Kim y Yong-Hee Lee del Departamento de Física de KAIST y sus equipos de investigación desarrollaron una antena de plasmón de brecha 3D que puede enfocar la luz en un espacio de unos pocos nanómetros de ancho. Los hallazgos de su investigación fueron publicados en la edición del 10 de junio de Nano letras .

Enfocar la luz en un espacio puntual es un campo de investigación activo, ya que encuentra muchas aplicaciones. Sin embargo, concentrar la luz en un espacio más pequeño que su longitud de onda a menudo se ve obstaculizado por la difracción. Para abordar este problema, muchos investigadores han utilizado el fenómeno plasmónico en un metal donde la luz se puede confinar en mayor medida superando el límite de difracción.

Muchos investigadores se centraron en desarrollar una antena plasmónica bidimensional y pudieron enfocar la luz a menos de 5 nanómetros. Sin embargo, esta antena bidimensional revela el desafío de que la luz se dispersa hacia el extremo opuesto independientemente de lo pequeña que esté enfocada. Para una solución debe emplearse una estructura tridimensional para maximizar la intensidad de la luz.

Adoptando la tecnología de fresado de haz de iones enfocado proximal, El equipo de investigación de KAIST desarrolló una antena tridimensional de plasmón de brecha de 4 nanómetros de ancho. Al apretar los fotones en un nanoespacio tridimensional de tamaño 4 x 10 x 10 nm3, los investigadores pudieron aumentar la intensidad de la luz 400, 000 veces más fuerte que el de la luz incidente. Aprovechando la mayor intensidad de luz dentro de la antena, intensificaron la señal del segundo armónico y verificaron que la luz estaba enfocada en el nano gap mediante el escaneo de imágenes de catodoluminiscencia.

Se espera que esta tecnología mejore la velocidad de transferencia y procesamiento de datos hasta el nivel de terahercios (un billón de veces por segundo) y aumente el volumen de almacenamiento por unidad de área en discos duros en 100 veces. Además, Se pueden tomar imágenes de alta definición del tamaño de una submolécula con luz real, en lugar de usar un microscopio electrónico, mientras que puede mejorar el proceso de semiconductores a un tamaño más pequeño de unos pocos nanómetros.

El profesor Kim dijo:"Una idea simple pero genuina ha cambiado el paradigma de investigación de las antenas de plasmón de brecha 2D a las antenas 3D. Esta tecnología tiene numerosas aplicaciones, incluso en el campo de la tecnología de la información, almacenamiento de datos, imagen ciencia médica, y proceso de semiconductores ".