Управление светом на наноразмерном уровне

Международная группа исследователей (Кембридж, Массачусетс, Пекин) применили принципы киригами (традиционное искусство сгибания и разрезания бумаги) к производству передовых 3D-наноутройств для управления светом. Команда считает, что «нанокиригами» может предложить интеллектуальный метод наноообработки, выходящий за пределы традиционных технологий.

 

Исследователи из MIT (Массачусетский технологический институт) и IOP (Институт физики) совместно разработали метод, основанный на стандартной технологии изготовления микрочипов. По аналогии с ножами и ножницами, используемыми в киригами, для вырезания точной картины щелей в золотой нанопленке был применен фокусированный ионный пучок (FIB).

kirigami 

В левой части рисунка изображены разные узоры на золотой нанопленке, вырезанные с помощью FIB. Эти узоры вынуждают металл складываться в определенные формы, с помощью которых можно изменять свойства светового пучка. 

 

Вытягивающие силы были сформированы в структуре золота при облучении FIB за счет создания пустот (растягивающее напряжение) и внедрения ионов (сжимающее напряжение). Благодаря использованию равновесия напряжения на основе топографии внутри нанопленки были точно реализованы преобразования формы, такие как выдавливание вверх и вниз, комплексное вращение и скручивание. Отмечается, что в отличие от предыдущих реализаций, новые наноустройства формируются за один этап сгибания и могут быть применены для выполнения ряда различных оптических функций.

 

Команда исследователей разработала теоретическую модель для выяснения динамики нанопленки во время изготовления, которая поможет другим исследователям создавать необходимую геометрию на основе желаемых оптических функций. Исследователи полагают, что метод «нанокиригами» может привести к реализации сложных оптических наноструктур для большого ряда оптических приложений.

 

По материалам https://www.photonics.com