Az ELI ALPS (Extreme Light Infrastructure Attosecond Light Pulse Source, magyarul Extrém fényinfrastruktúra és attoszekundumos fényimpulzusforrás) egy egyedülálló, európai összefogással létrehozott kutatási projekt, amelynek célja a lézerek és az anyagok kölcsönhatásának vizsgálata, elképesztően kicsi, nanométeres méret-, illetve femtoszkundumos időskálán (előbbi tíz a mínusz kilencediken méter hosszúságot, utóbbi tíz a mínusz tízenötödiken másodperc időtartamot jelent). A projektben három kutatóközpont jött létre, Magyarországon, Csehországban és Romániában, amelyek közös koordinációval és egyeztetett kutatási stratégiával dolgoznak. A szegedi kutatóintézet egyedi eszközparkja lehetővé teszi a plazmonok precíz manipulálását.

Az ELI ALPS a plazmonok erejét kutatja
A fémekben lévő elektronok nem csupán passzívan töltik be vezető szerepüket. Amikor fény éri őket, az elektromágneses tér gyors rezgésére kényszerülnek, apró táncba fogva. Ezeket a rezgéseket nevezzük plazmonoknak, melyek a fény–anyag kölcsönhatás kulcsfontosságú elemei.
A szakemberek a fókuszált ionsugaras berendezésükkel elektronokat gyorsítanak fel, majd elektronmikroszkóppal irányítják őket a mintára. A lézer energiája meghökkentően kicsi, 10×10×10 nanométeres térfogatba koncentrálódik. A becsapódó elektronok másodlagos elektronokat gerjesztenek, amelyekből alapvető információkat nyernek a minta szerkezetéről és felületéről – mondta Budai Judit, az egyetem tudományos munkatársa. A plazmonok kutatásának legígéretes területei jelenleg a következők:
- Ultragyors optikai áramkörök
- Új típusú napelemek
- Hatékonyabb röntgenvizsgálatok
- Precízebb anyagvizsgálatok
Nanoszobrászat galliummal
A kutatók nem csupán megfigyelik a plazmonokat, de igyekeznek felhasználni is azok erejét. Az ionsugaras berendezésnek része egy galliumforrás is, amely cseppfolyós galliumból galliumionokat állít elő.
Elektromos töltéssel rendelkező galliumionokat a mintára fókuszálva hihetetlenül apró, nanoméretű formákat marhatnak ki, amit nemes egyszerűséggel csak nanoszobrászatnak neveznek.
A folyamat elképesztő precizitást igényel, mivel a galliumionok jóval nehezebbek az elektronoknál, és becsapódásukkor porlasztják a mintát, ám ez nanométeres méretekben történik – máskülönben a folyamat ugyanúgy működik, mintha egy ipari marógéppel dolgoznánk. A galliummal optikai rácsokat, metaanyagokat és tetszőleges nanoalakzatokat hoznak létre, amelyek apró építőkövei lehetnek a jövőbeli optikai áramköröknek (ezek elektromos áram helyett modulált fényhullámokkal teszik lehetővé az adatátvitelt, manapság ezt a megoldást használják a leggyakrabban a digitális jelek továbbításához).