(Phys.org) - Een team van onderzoekers van de Swinburne University of Technology in Australië heeft een manier gevonden om superresolutielithografie met twee bundels te gebruiken om 3D-fotonische "gyroid" -nanostructuren te creëren - vergelijkbaar met die in vlindervleugels. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , het team beschrijft hun techniek en enkele toepassingen waarop deze kan worden toegepast.

Wetenschappers weten al een tijdje dat vlindervleugels "gyroid" nanostructuren bevatten (gerangschikt in rasterpatronen), die de vlinders dienen door licht op nuttige manieren te manipuleren. Naast hun fotonische eigenschappen, de structuren, die zijn gemaakt van in elkaar verstrengelde gebogen oppervlakken, bleken ook erg sterk te zijn voor hun grootte, waardoor wetenschappers zijn gaan kijken of ze een manier kunnen vinden om ze kunstmatig te creëren. Tot nu toe, dergelijke inspanningen hebben veel te wensen overgelaten - de meeste hebben een onvoldoende hoge resolutie of zijn te kwetsbaar. In deze nieuwe poging de onderzoekers melden dat in plaats van te vertrouwen op traditionele methoden, zoals twee-foton polymerisatie, het team koos voor optische tweestraals superresolutielithografie - ze vergelijken het met directe laserschrijftechnieken, opmerkend dat het twee grote voordelen heeft ten opzichte van andere technieken die in het verleden werden gebruikt. De eerste is dat het een veel betere resolutie biedt en de tweede is dat de resulterende structuur meer mechanische sterkte heeft.

De tweestraals laserbenadering werkt door gebruik te maken van, zoals de naam al aangeeft, twee lasers - een van de lasers wordt gebruikt om te etsen zoals bij andere etstechnieken. Het is de tweede laser die anders is, het wordt geleverd in de vorm van een donut, waardoor het als een soort gum kan dienen, de eerste laser tegenhouden, het voorkomen van etsen waar het niet gewenst is. De techniek maakt het mogelijk om gyroid-structuren in een rastervorm te maken die vervolgens kunnen worden gebruikt om eenheidscellen te maken. De gecombineerde lasers maken etsen met zeer hoge resoluties mogelijk, het creëren van structuren zo klein als 300 bij 90 nm, een factor tien kleiner dan praktisch is met een enkele bundel etsbenadering.

De onderzoekers merken op dat de structuren die ze creëerden eigenlijk beter waren dan die van vlinders (ze waren uniformer), waarvan ze zeggen dat ze ideaal zouden moeten zijn voor gebruik in fotonica en optische technologieën. Ze kunnen ook nuttig zijn in opto-elektronische apparaten omdat ze kleiner kunnen worden gemaakt dan de apparaten die momenteel worden gebruikt, waardoor er meer op een chip passen. En vanwege hun kracht, apparaatmakers hoeven zich geen zorgen te maken over instorting.

© 2016 Fys.org