Створені голографічні зображення в інфрачервоному спектрі випромінювання за допомогою метаматеріалу на основі золотих наноструктур

Американські фізики розробили технологію, яка дозволяє створювати голографічні зображення в інфрачервоному спектрі випромінювання за допомогою метаматеріалу на основі золотих наноструктур і підкладки із кремнію і германія, і опублікували «рецепт» виготовлення таких фантомів у статті в журналі Nature Materials.

Розвиток нанотехнологій в останні два десятиліття значно розширило можливості і робочий спектр оптичних пристроїв. Метаматеріали (композиційні матеріали, властивості яких обумовлені не стільки властивостями складових його елементів, скільки штучно створеної періодичною структурою) з екзотичними оптичними властивостями, плазмонні резонатори і фотонні кристали стають основою для мікрохвильових «плащів-невидимок», надефективних сонячних батарей, плоских «кривих» дзеркал, нанолазеров і економічною оптичної пам’яті.

Група вчених під керівництвом Стефана Ларуша (Stephane Larouche) з університету Дьюка в місті Дарем (США) використовувала оптичні метаматеріали для створення голограм, видимих в інфрачервоному випромінюванні.

В якості основи для голограми використовується пластина з двох шарів оксиду кремнію і германію, які зазвичай використовуються в якості підкладки для кремнієвих мікрочіпів. На цю поверхню фізики наносили спеціальне захисне покриття, яке потім прибирали в потрібних точках пластини за допомогою електронної літографії.

Потім вся структура покривався тонким шаром золота, і захисне покриття видалялася, в результаті чого на поверхні залишався «мегаполіс» з наноструктур трьох типів – мікроскопічних кіл діаметром 75 нанометрів і трохи великих «споруд» у формі прямокутника і латинської букви I. Потім вся поверхня пристрою ще раз покривали кількома шарами кремнію і «частоколами» золотих наноструктур.

Завдяки цьому, кожна точка пластини відображала хвилі різним чином, залежно від кількості і пропорції фігур різного виду біля неї.

Вчені перевірили свій винахід, виготовивши інфрачервону голограму, на якій було надруковано» назва університету (Duke). Після цього вони освітили її за допомогою інфрачервоного лазера і сфотографували за допомогою камери, що знімає в цьому діапазоні частот.

Ларуш і його колеги змогли побачити три букви з чотирьох – D, U K, а буква Е була погано помітною з-за помилок в накладання шарів наноструктур та їх невеликої кількості (три замість запланованих семи). Тим не менш, технологія виявилася повністю працездатною.

За словами вчених, методику можна пристосувати для виготовлення голографічних зображень і інших частинах спектру. Для цього достатньо лише переставити компоненти «мегаполісу» таким чином, що вони будуть відображати хвиль інших частот.

«У минулому наші здібності щодо створення оптичних пристроїв були обмежені властивостями природних матеріалів. З появою метаматеріалів ми можемо робити зі світлом все, що нам завгодно. Крім голограм, наш підхід можна використовувати для створення самих різних приладів. Наші експерименти дозволили поглянути на унікальні оптичні можливості, які дають складні метаматеріали», – підсумовує Ларуш.

РИА Новости

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *