• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Valmistati nähtamatu fotodetektor

22.05.2012 by Uku Püttsepp Leave a Comment

Stanfordi ja Pennsylvania Ülikooli teadlaste uurimuses selgus, et vastupidiselt intuitsioonile võib mingi pinna katmine peegeldava metalliga selle nähtavust vähendada. Teadlased valmistasid uue tehnoloogia abil nähtamatu valgusdetektori.

Joonisel on kujutatud diagonaalselt üle pildi kulgevalt räni nanojuhtmelt hajuvat valgust. Eredamad piirkonnad on katmata, tumedamad aga kullaga kaetud nanojuhtme osad.

Pengyu Fan kaasautorlusel valminud uut seadet kirjeldav artikkel avaldati teadusajakirja Nature Photonics maikuises numbris. Fan on Stanfordi Ülikooli materjaliteaduse doktoriõppe tudeng, kes töötab artikli vastutava autori professor Mark Brongersma töögrupis.

Valguse detekteerimine ei ole keeruline protsess. Ränis moodustub langeva valguse toimel fotovool, mida on võimalik mõõta. Sarnane nähtus toimub näiteks päikesepaneelides ja fotodetektorites. Stanfordi seadeldis on aga erisugune, sest kasutab ainulaadset tehnoloogiat, mida kutsutakse plasmoniliseks varjestamiseks (plasmonic cloaking).

Plasmoonika uurib valguse interaktsiooni metalli nanostruktuuridega. Teadusharu põhiliseks uurimistehnikaks on metalli ning poolijuhi pinnal väikeste ostsileerivate eletrivoolude tekitamine, mis omakorda põhjustavad hajuvaid valguslaineid.

Detektori üdiks on õhukese kullakilega kapseldatud ränist nanojuhtmed. Metalli ja räni hulga suhte peenhäälestamisel tekkis  kahelt pinnalt peegeldunud valguse destruktiivne interferents, mis võimaldas fotodetektori nähtamatuks muuta.

Metallilt ja pooljuhilt lähtuvad valguslained tekitavad positiivsete ning negatiivsete laengukandjate ruumilise eraldatuse, mis omakorda viib dipoolmomendi tekkimiseni. Eesmärgiks on luua kulladipool, mis on dipoolmomendi poolest võrdne ja vastasmärgiline ränidipoolile. Nii dipoolmomendid tühistavad teineteist ja süsteem muutub tervikuna nähtamatuks.

„Avastasime, et kullast kate muudab oluliselt räni nanojuhtme optilist kostet,“ ütles Fan. „Valguse neeldumine juhtmes alaneb neljakordselt, ent hajumine suureneb seejuures kuni 100 korda, mistõttu muutubki seade nähtamatuks.“

Insenerid näitasid, et plasmoniline varjestamine ei piirdu vaid optiliste lainepikkustega, vaid on efektiivne oluliselt laiemal spektri osal. Efekt on sõltumatu valguse langemisnurgast, nanojuhtmete kujust ning ruumilisest paigutusest seadme sees. Ühtlasi näidati, et teised metallid, mida tavaliselt arvutikiipides kasutatakse, näiteks alumiinium ja vask, töötavad katse raames sama efektiivselt kui kuld.

Nähtamatuks tegeva toime puhul on olulisim metalli ning pooljuhi hulga peenhäälestus. „Kui dipoolid korralikult ei orienteeru, väheneb varjestusefekt märgatavalt ja võib sootuks kaduda,“ ütles Fan. „Nanoskaalal materjalide proportsioonis hoidmine on maksimaalse varjestuse saamisel olulise tähtsusega.“

Tulevikus loodavad insenerid deketorile leida rakenduse häälestatavates metall-pooljuhtseadmetes, päikesepaneelides, sensorites, tahkisvalgustites, kiiplaserites ning muudes kõrgtehnoloogilistes rakendustes.

Näiteks digitaalsetes kaamerates ja keerukates pildistamissüsteemides suudaksid plasmoniliselt varjestatud pikslid vähendada naaberpikslitest tingitud müra, mis põhjustab pildi hägustumist. Seega võidakse tehnoloogia abil tulevikus saavutada teravam ja täpsem fototehnoloogia.

Allikas: ScienceDaily

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Teadlased kinnitasid uue süsinikmaterjali
  2. Isekorrastuvad nanokuubid järgmise põlvkonna antennide ja läätsedena
  3. Teadlased valmistasid vesinikuga dopeeritud vanaadiumoksiid-nanojuhtmeid
  4. Topoloogilised isolaatorid pakuvad toatemperatuursele spintroonikale uusi arenguteid
  5. Uus nanostruktuur pikendab patareide eluiga
  6. Valmistati terahertskiirguse ribafilter ning polarisaator
  7. Teadlased valmistasid nanoosakeste abil veekindla ja magnetilise paberi
  8. Räni ja Si/III-V pooljuhi kombinatsioonina efektiivsem laser
  9. Hollandi teadlased avastasid Braggi difraktsiooni uue vormi
  10. Peaaegu täiuslik: samm lähemal superläätse valmistamiseni

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: kvantnähtused, Materjalimaailm, nanotehnoloogia

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in