Les nanostructures de l'équipe HZB de Katja Höflich ont la forme de tire-bouchons et sont en argent. Mathématiquement, une telle nano-antenne peut être considérée comme une ligne unidimensionnelle qui forme une hélice, caractérisé par des paramètres tels que le diamètre, longueur, nombre de tours par unité de longueur, et la maniabilité.

Les nano tire-bouchons sont très sensibles à la lumière :en fonction de la fréquence et de la polarisation, ils peuvent fortement l'améliorer. Parce que les antennes hélicoïdales ont une maniabilité, ils peuvent sélectionner des quanta de lumière en fonction de leur maniabilité, c'est-à-dire leur rotation. Il en résulte de nouvelles applications dans les technologies de l'information basées sur le nombre quantique de spin de la lumière. Une autre application peut résider dans la technologie des capteurs pour détecter les espèces moléculaires chirales jusqu'au niveau de la molécule unique.

D'habitude, l'interaction de telles nano-antennes avec un champ électromagnétique est déterminée à l'aide de méthodes numériques. Chaque géométrie d'hélice, cependant, nécessite un nouveau calcul numériquement coûteux.

Pour la première fois, Höflich et son équipe ont maintenant dérivé une solution analytiquement exacte du problème. "Nous avons maintenant une formule qui nous dit comment une nano-antenne avec des paramètres spécifiques réagit à la lumière, " dit Höflich. Cette description analytique peut être utilisée comme un outil de conception, car il spécifie les paramètres géométriques requis d'une nano-hélice pour amplifier les champs électromagnétiques des fréquences ou de la polarisation souhaitées.

Les chercheurs du HZB ont pu fabriquer des nano-antennes au microscope électronique en utilisant l'écriture directe par faisceau d'électrons. Le faisceau d'électrons écrit d'abord une structure de carbone en forme d'hélice un point à la fois. Cette structure est ensuite recouverte d'argent. Les mesures réelles des propriétés optiques de ces nano-antennes en argent sont en bon accord avec les propriétés calculées prédites par le modèle analytique.