Nanofotonik, bir fotonik bilim dalıdır; fotonlar, nanoskala
objeler ile etkileşimde buluduğunda ortaya çıkan fiziksel fenomenlerin
incelenmesi ve bu fenomenlerin uygulanmasıyla ilgilidir.
Nanofotonik, nanoyapılarda sinyalleri ve optik radyasyonun
transmisyon, transformasyon, emisyon ve absorpsiyonunu inceler; amaç
nanoskalada ışın-madde etkileşiminin spesifik özelliklerini kullanarak farklı
işlevsellikte sistemler geliştirmektir. Nanofotonik, optik, lazer fiziği,
kuantum elektroniği, katı-hal madde fiziği ve kimyası, malzeme bilimleri ve
fizikokimyayı birleştiren bir çapraz (cross)-disiplindir.
Nanofotonik, temel olarak yeni optik ve optoelektronik
özelliklere sahip olan nanomalzemelerin geliştirilmesi ve bunların yeni-nesil
foton fonksiyonel sistemler yaratılmasında kullanılması ile ilgilidir. Bu tür
sistemlere tipik örnekler:
·
Etkin uyumlu ve uyumsuz radyasyon kaynakları;
kontrol edilebilir performans parametreleriyle
·
Görüntüleme cihazları; taşınabilir cihazlar ve
geniş renkli ekranlar dahil
·
Yeni jenerasyon sensörler ve dedektörler
·
Optoelektronik (fotoelektronok) konverterler;
kompakt fotoelektrik güç üniteleri ve yüksek performanslı güneş pilleri dahil
·
Fotonik (optik) oku/yaz ve uzun-süreli bellek
sistemleri
·
Optik sinyal prosesörler; optik röleler dahil
·
Optik komütasyon (akım düzenleme) devreleri ve
anahtarları, ayrıca optik paket anahtarlama
·
Bilgi işlem makineleri elementleri arasında
optik bağlantılar (bloklar, panolar, çipler ve çip elementleri)
·
Optik bilgi işlem sistemleri; kuantum-bazlılar
dahil
·
Çevre ve sağlık izleme için entegre duyusal
diyagnostik sistemler
Yeni umut verici nanofotonik malzemeler arasında şunlar
bulunur:
·
Yarıiletken
kuantum skala malzemeler; kuantum kuyu, kuantum tel ve kuantum dot içeren
malzemeler dahil
·
Fotonik
kristaller, fotonik kristal filmler ve fiberler
·
Metamalzemeler (negatif
refraksiyonlu) ve metal-dielektrik plasmon nanomalzemeler
Nanofotonikte malzemelerin incelenmesinde kullanılan temel
teknikler arasında yakın-alan taramalı optik mikroskopi, foton-destekli
taramalı tünelleme mikroskopisi (PASTM) ve yüzey plazmon görüntüleme bulunmaktadır.
Şekil: İki boyutlu (2D) nanofotonik
malzeme: (a) elektromagnetik spektrum; NIR, MIR ve FIR sırasıyla,
yakın (near)-, orta (mid)-, uzak (far)-infrared, b–e, band yapılar
