EO

Fotonische kristallen: "Zelfs dun functioneel"

03 juni 2020 om 10:21 uur

De houtstapel fotonische kristalstructuur die een soortgelijke structuur heeft als een diamantkristal maar dan duizend keer vergroot.

Fotonische kristallen zijn de nanostructuren die fotonen kunnen manipuleren door middel van een energy gap. Lang werd gedacht dat fotonische kristallen vrij dik moeten zijn om functioneel te zijn. Wetenschappers uit Tokyo en Twente ontdekten echter dat zelfs zeer dunne 3D fotonische kristallen krachtige apparaten zijn om de lichtstroom te sturen. De nieuwe inzichten veranderen de ontwerpregels voor opto-elektronische apparaten voor efficiënte telecommunicatie, computers en dunne zonnecellen.


Hun publicatie verscheen in het tijdschrift Physical Review B.

 

"We bestudeerden zorgvuldig geassembleerde fotonische kristallen met de zogenaamde houtstapelstructuur", zegt hoofdauteur Dr. Tajiri. "Onze kristallen bestaan uit een gestapelde reeks van staven in twee loodrechte richtingen in een halfgeleiderwafer zoals galliumarsenide. De kristalstructuur is geïnspireerd op diamanten edelstenen." Deze geavanceerde methode maakt het gemakkelijk om dunne structuren te maken van slechts enkele lagen dik, tussen een paar honderd nanometer en ongeveer een micron.

 

Om hun nieuwe kristallen te onderzoeken, besloot het team de reflectiviteitsspectra te meten. Daarom werden ze na fabricage in Japan naar Twente verzonden voor microscopische metingen, die aantoonden dat de dunne diamantachtige fotonische kristallen opmerkelijk goed functioneren: alle kristallen vertoonden zowel een hoog reflectievermogen als brede pieken. Opmerkelijk is dat dit zelfs bij het dunste kristal het geval was.

 

Het is voor het gereflecteerde licht verboden om de kristallen binnen te dringen over een aanzienlijk bereik van golflengten, ook wel verboden zone genoemd. In de onderzochte kristallen is de situatie nog extremer, omdat het licht niet in alle richtingen tegelijk mag bewegen. Tajiri: "De snelle vorming van de verboden zone in onze kristallen is opmerkelijk omdat eerdere 3D-kristallen dik moesten zijn om een zone te laten ontstaan."

 

Mogelijke toepassingen

De ontdekking betekent een potentiële besparing in fabricagetijd en -middelen. Ook biedt het mogelijkheden voor toepassing in zonnecellen. Wetenschappers zijn hier op zoek naar dunne breedbandige backreflectors om de prestaties van dunne zonnecellen te verbeteren.

 

Gerelateerd nieuws

Waarom planten groen zijn

Wat de zonnecel kan leren van de plant

Een internationaal team van onderzoekers heeft een model geformuleerd dat een algemene eigenschap reproduceert van light harvesting (licht oogsten), zoals waargenomen voor vele fotosynthetische organismen. De kennis kan…

Nieuwe scanmethode keert objecten razendsnel binnenstebuiten

Nieuwe scanmethode keert objecten razendsnel binnenstebuiten

Live meekijken met een CT-scan in plaats van achteraf de beelden pas te analyseren. Als het aan de Leidse wiskundige Jan-Willem Buurlage ligt, is dat binnenkort realiteit. Hij ontwikkelt methodes om de algoritmes achter…

Deep drone acrobatiek

Deep drone acrobatiek (video)

Een aan de Universiteit van Zürich ontwikkeld navigatiealgoritme stelt drones in staat uitdagende acrobatische manoeuvres te leren. Autonome quadcopters kunnen met simulaties worden getraind om hun snelheid,…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuwe kleine transponderschakelaar CTM

De nieuwe CTM is heel klein en is geschikt voor elke radius vanaf slechts 15cm. Toch is het een volwaardige PL e - Cat....

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

14 juli 2020, online

Hannover Messe Digital Days

Een digitaal overzicht van actuele ontwikkelingen op het gebied van industrie, energie en logistiek en...

11 augustus 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

11, 12 , 18, 19 augustus 2020

19 augustus 2020, Vianen

Machineveiligheid in een dag

Meer agendapunten »