EO

Zilveren zaagtand belangrijk voor fotonica

12 februari 2020 om 12:14 uur

Na excitatie van het materiaal met laser licht (groen) ontstaat coherente fluorescentie (rood) dankzij de zilveren zaagtand (rechter paneel). Het schaalstreepje is 500 nanometer lang. Beeld: Han en Ye.

RUG-natuurkundigen hebben een zilveren zaagtand met nanosleuven gebruikt om bij kamertemperatuur coherente fotoluminescentie te produceren in tweedimensionaal wolfraamdisulfide. Tot nu toe was dat alleen mogelijk bij zeer lage temperaturen. Coherent licht is te gebruiken voor opslag en transport van informatie in kwantumelektronica. De plasmon-exciton hybride schakeling is verder belangrijk voor geïntegreerde nanofotonica.


De resultaten zijn gepubliceerd in Nature Communications.


Wolfraamdisulfide heeft interessante elektronische eigenschappen en het is beschikbaar in 2D vorm. "De elektronisch structuur van een monolaag wolfraam disulfide vertoont twee laagste energiepunten, of valleien", vertelt Justin Ye, hoofd van de Device Physics of Complex Materials groep. Een mogelijke toepassing van het materiaal is in fotonica, omdat het licht kan uitzenden met vallei-afhankelijke circulaire polarisatie. Dit levert nieuwe mogelijkheden op om informatie te bewerken. Maar dit soort zogenoemde ‘vallei-elektronica' vraagt om coherent gepolariseerd licht. Helaas blijkt uit eerder onderzoek dat fotoluminescentie in wolfraam disulfide bij kamertemperatuur niet coherent is.


"Wolfraamdisulfide is uniek, omdat de twee valleien niet identiek zijn. Dit betekent dat beide valleien coherent moeten reageren om lineair gepolariseerd licht te produceren via fotoluminescentie. Maar door de verstrooiing tussen de valleien bij kamertemperatuur verdwijnt de coherentie. Alleen bij een temperatuur dicht bij het absolute nulpunt blijft er nog iets van over."


Ye en zijn postdoc Chunrui Han probeerden daarom een andere aanpak. Zij wilden lineair gepolariseerd licht maken met behulp van een plasmonisch metaoppervlak, dat de vorm heeft van een zaagtand met nanosleuven. Zo'n materiaal werkt sterk in op de wolfraam disulfide en brengt de resonantie van licht over naar het metaal in de vorm van een elektromagnetisch veld. "Het versterkt de interactie tussen licht en materiaal."


Door een dun laagje zilver aan te brengen op een monolaag wolfraam disulfide is de lineaire polarisatie die door vallei-coherentie is geïnduceerd bij kamertemperatuur 27 procent. ‘Dit is al beter dan vallei-polarisatie die in voorgaande onderzoeken is bereikt bij zeer lage temperaturen', aldus Ye. De lineaire polarisatie is op te hogen tot 80 procent door een zaagtand structuur te maken die de plasmonische resonantie beïnvloedt en daarmee de optische resonantie van het wolfraam disulfide. Dit betekent dat Ye en Han nu in staat zijn lineair gepolariseerde fotoluminescentie in dit materiaal kunnen opwekken.
Dit maakt het mogelijk om zowel de vallei-coherentie van wolfraam disulfide en de plasmonische coherentie van het metaoppervlak te gebruiken bij kamertemperatuur. De volgende stap is om het laserlicht dat de fotoluminescentie opwekt te vervangen door een elektrische input.

 

Gerelateerd nieuws

Wie helpt Nasa aan een sensor die Venus overleeft?

Wie helpt Nasa aan een sensor die Venus overleeft?

Venus is een vijandige omgeving voor zowat alles. Inclusief sondes. En hoewel Nasa denkt dat het Venus-resistente elektronica heeft, betekent dit nog niet dat toekomstige rovers klaar zijn om het helse oppervlak van de…

Van aardolie naar hout in de chemische industrie: niet duurder, wel duurzamer

Plastics en schoonmaakmiddelen van hout: niet duurder, wel duurzamer

Een interdisciplinair onderzoeksteam heeft in kaart gebracht hoe hout aardolie kan vervangen in de chemische industrie. Ze keken daarbij niet enkel naar de technologische uitwerking, maar ook of dat scenario economisch…

Airconditioning van termietenheuvels wint EZK Energy Award

Airconditioning als in een termietenheuvel wint EZK Energy Award (video)

Een gebouw dat gebruik maakt van de natuurlijke airconditioning van termietenheuvels heeft de EZK Energy Award 2019 gewonnen. Hotel Breeze is voorzien van het Earth, Wind & Fire concept, dat de werking van…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Semiflexibele printplaten (PCB)

Semiflexibele printplaten bestaan uit gespecialiseerde FR-4-materialen en worden gemaakt volgens een specifieke...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

3 maart 2020, Den Bosch

High Speed and Radio frequency PCBs

Seminar about High Speed and Radio frequency PCBs

4 maart 2020, Veldhoven

RapidPro

Op weg naar de Digitale Productie

10 maart 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

Meer agendapunten »