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

Worden fotonische Mems-switches commercieel?

Worden fotonische Mems-switches commercieel?

Tot nu toe zijn die MEMS-fotonische schakelaars vervaardigd met behulp van niet-standaard en complexe processen in laboratoriumomgevingen, waardoor ze moeilijk op de markt kunnen worden gebracht. Maar onderzoekers van de…

Qutech realiseert eerste kwantumnetwerk op basis van verstrengeling

Qutech realiseert eerste kwantumnetwerk op basis van verstrengeling (video)

QuTech in Delft heeft het eerste kwantumnetwerk gebouwd dat drie kwantumprocessors met elkaar verbindt. Bovendien hebben ze in een proof-of-principle demonstratie twee essentiële kwantumnetwerk-protocollen uitgevoerd.…

1,35 miljard euro voor innovatie vanuit Nationaal Groeifonds

1,35 miljard euro voor innovatie vanuit Nationaal Groeifonds

Voor kunstmatige intelligentie, regeneratieve geneeskunde, infrastructuur voor gezondheidsdata, quantumtechnologie en waterstof/groene chemie komt vanuit het Nationaal Groeifonds 1,35 miljard euro beschikbaar. Het gaat…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

18 mei 2021, 18, 19 en 20 mei 2021

Machineveiligheid in vogelvlucht (online training)

18 mei 2021, online

The Battery Show & EV Tech Europe Digital Days

A conference and trade fair focused on keeping up with developments in the advanced battery and...

20 mei 2021

De elektrische installatie: meten en beheersen

Online seminar door Hyteps

Meer agendapunten »