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導讀: 美國萊斯大學（Rice University）的研究人員透露，他們已精確地完成光學天線（optical antenna）的特徵化（characterized），可望利用實現單分子感測器（single-molecule sensor）以及其他的先進非線性光學應用。
美國萊斯大學（Rice University）的研究人員透露，他們已精確地完成光學天線（optical antenna）的特徵化（characterized），可望利用實現單分子感測器（single-molecule sensor）以及其他的先進非線性光學應用。所謂的光學天線是利用雷射在金屬電極之間的次奈米等級間隙（gap）誘導量子穿隧，號稱能將信號放大上百萬倍。
“天線(antenna)是一種能與輻射互動的金屬結構，並會因此產生振盪電壓（oscillating voltage）。”萊斯大學教授Doug Natelson表示，“而在我們的實驗裝置中，電磁波就是光線（特別是實驗所使用的785奈米波長），而且這些光波會讓小型金屬電極內的電子大量出現，在奈米間隙產生改變電壓。在這個意義上，它實際上就是一種天線，但是針對光而非無線電波的天線。”
利用以上效應所製作的感測器，能通過控制電極間次奈米等級間隙的輻射強度來感應到單分子；根據萊斯大學研究人員的量測，這種精確度程度是比採用入射雷射（incident laser）高出數十萬甚至數百萬倍。Natelson表示：“舉例來說，緊密排列的奈米粒子已被用來充分強化粒子間能隙的電場，並實現單分子拉曼光譜儀（Raman spectroscopy）。”
緊密排列的金屬電極可扮演光學天線的角色，是因為它們的電子能用雷射來激發，誘導出電漿子（plasmon）——也就是金屬內自由電子集體震盪——其短暫的電磁場是入射雷射的數千倍，但遺憾的是，這些電場很難量測與特徵化。而現在Natelson與博士候選人Dan Ward發現了一種相對較簡單的方法，可量測光學天線的次奈米電極間的電場。
研究人員是將電極冷卻到絕對溫標80K（Kelvin，約攝氏零下193度），同時量測較低頻率的電驅動電流，以及較高頻率的光學驅動電流，推斷出電壓放大的倍數。 
此圖片描繪一對次奈米等級黃金電極內的電漿子，如何收集雷射光線 （圖片來源：萊斯大學教授Natelson實驗室）
這是以掃描電子顯微鏡所看到的奈米能隙元件黃金電極影像，該元件在實驗中用以捕捉並放大光線(圖片來源：萊斯大學教授Natelson實驗室)
EE Times 原文報導
Optical antenna said to boost signals
R. Colin Johnson
9/21/2010 7:51 PM EDT
Natelson Group實驗室
http://www.ruf.rice.edu/~natelson/group.html
Nature nanotechnology原文論文
Optical rectification and field enhancement in a plasmonic nanogap
Daniel R. Ward,Falco Hüser,Fabian Pauly,Juan Carlos Cuevas& Douglas
Affiliations Contributions Corresponding author Journal name:
Nature Nanotechnology
Volume: 5 , Pages: 732–736 Year published: (2010)
DOI: doi:10.1038/nnano.2010.176
Received 11 June 2010 Accepted 27 July 2010 Published online 19 September
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