Создана инфракрасная голограмма при помощи золотых нанотрубок на кремниево-германиевой подложке

Группа американских ученых анонсировала новую технологию, которая позволяет получить голографическое изображение в спектре инфракрасного излучения, используя особый метаматериал из золотых наноструктур на подложке, выполненной из германия и кремния. Подробности получения голограммы приведены в специализированном научном издании Nature Materials.

Бурное развитие нанотехнологий в последнее время в значительной степени расширило возможности оптических устройств, а также позволило использовать их в более широком волновом спектре. Прогресс стал возможен благодаря изобретению и развитию метаматериалов - специальных композиционных материалов, свойства которых в большей степени определяются искусственно созданной периодической структурой. Элементы с необычными свойствами, фотонные кристаллы и плазмонные резонаторы становятся основой для создания солнечных батарей, нанолазеров, плоских "кривых зеркал" и нового вида экономичной оптической памяти.

Ученые под руководством известного исследователя Стефана Ларуша (Университет Дьюка, город Дарем в США) применили оптические метаматериалы для разработки голограмм, которые видны в инфракрасном спектре. В качестве основы для изобретения используется особая пластина, которая имеет два слоя германия и кремния. Такие материалы довольно широко используются для изготовления современных микрочипов. На подготовленную поверхность наносилось специально разработанное защитное покрытие, которое убиралось в заданных точках посредством электронной литографии.

После этого готовый образец покрывался тонким золотым слоем, а параллельно с этим защитный слой удалялся, и на поверхности образца отпечатывался "мегаполис", включающий наноструктуры трех видов - микроскопические круги диаметром 75 нанометров, а также включения в виде прямоугольников и латинской буквы "I". На завершающем этапе объект дополнительно покрывался несколькими кремниевыми слоями, а также включениями из золота, имевшими вид "частокола". В результате каждая отдельная точка пластины отражала волны по-разному благодаря различным формам фигур.

Чтобы проверить изобретение, была изготовлена голограмма, изображающее название университета Duke. Образец был облучен инфракрасным лазером и сфотографирован специальной камерой, способной снимать в инфракрасном спектре.

Из четырех букв ученые смогли увидеть лишь первые три. Буква "E" была видна не слишком отчетливо. Однако такое произошло из-за допущенных ошибок во время наложения слоев - вместо запланированных семи слоев было наложено лишь три. Несмотря на это, разработка оказалась вполне работоспособной. Как утверждают физики, разработанная методика позволяет создавать голографические изображения, видимые и в других спектрах. Для этого необходимо лишь определенным образом переставить микрокомпоненты на объекте таким образом, чтобы они смогли отражать волны в конкретном другом спектре.

Стефан Ларуш говорит, что ранее подобные эксперименты были невозможны из-за отсутствия подходящих конструкционных материалов. Однако с появлением метаматериалов, как оказалось, светом можно управлять и делать с ним все, что угодно. Помимо голограмм предложенный учеными метод позволяет изобрести и другие интересные оптические приборы.

Комментарии: (0)

Пока комментариев нет, вы можете стать первым!

Sponsor

Sponsor