Işık Dalgalarının Altını Üstüne Getirdiler!
Daha hassas ayar ve ışığı görüntülemeyle ilgili bu bilimsel bulgu, algılayıcılar ve sinyal gönderen minyatür optik cihazlar için fazlasıyla önemlidir.
Noktasal bir kaynaktan yayılan ışık dalgaları, tipik dairesel (dışbükey) dalga yüzü oluştururlar. nanoGUNE çalışanı Peining Li ve baş yazar EU Marie Sklodowska-Curie "bu dalgalar taş atıldığında su yüzeyinde oluşan dalgalar gibidir" diyor. Bu dairesel yayılma, ışığın geçtiği ortamın homojen ve izotropik olması, diğer bir deyişle her yönde aynı olmasından kaynaklanır.
Bilim insanları teorik olarak; yapılandırılmış yüzeylerin, ışık dalgaları onlara doğru yayılırken ters çevirebileceğini öngörmüşlerdir. nanoGUNE’de doktora öğrencisi ve makalenin yazarı Javier Alfaro, bu gibi yüzeylerde, bir noktasal kaynak tarafından yollanan dalgaların sadece belli yönde ve içbükey dalgalar halinde yayıldığını açıklıyor.
Bu sıradışı dalgalar Hiperbolik Yüzey Polaritonları olarak adlandırılıyor. Çünkü bunlar sadece belli yönlerde ve vakum ortamındaki ışıktan çok daha küçük dalga boylarında yayılıyor. Dolayısıyla algılama ve sinyal işleme minyatür optik cihazlara katkı sağlayabilirler.
Araştırmacılar, şu sıralar kızılötesi ışınlar için böyle bir meta yüzey geliştirdiler. Yüzey, kızılötesi ışığı son derece küçük ölçeklerde işleyebilmesi nedeniyle seçilen grafen benzeri iki boyutlu malzeme olan bor nitrürünü baz alır. Bu, minyatürize kimyasal sensörlerde veya nano ölçekli optoelektronik ısı yönetim cihazlarında kullanılır. Araştırmacılar, özel bir optik mikroskopla doğrudan içbükey dalgaları incelediler.
Nanometre ölçeğinde son derece kesin bir yapılandırma gerektirdiği için hiperbolik meta yüzeylerin yapımı zordur. nanoGUNE’de doktora öğrencisi Irene Dolado ve yine nanoGUNE’de eski doktora sonrası araştırmacısı Saül Vélez (şimdi ETH Zürich’de), bu zorlu görevi, elektron ışını litografisi ve Kansas Devlet Üniversitesi tarafından sağlanan yüksek kalitede bor nitritin ince pullarının aşındırılması ile hallettiler.
Dolado, "Çeşitli optimizasyon adımlarından sonra, gerekli hassasiyeti elde ettik ve 25 nm'lik küçük boşluk boyutlarına sahip ızgaralı yapılar elde ettik" diyor. Saul Vélez, "Aynı imalat yöntemleri, özel yapım optik özelliklere sahip suni meta yüzey yapıları gerçekleştirmenin yolunu açabilecek diğer malzemelere de uygulanabilir" diye ekliyor.
Dalgaların meta yüzey boyunca nasıl yayıldığını görmek için araştırmacılar, nanoGUNE'deki nanoptik grup öncülüğünde geliştirilmiş en son teknoloji kızılötesi nano görüntüleme tekniği kullandılar.
Önce meta yüzeyin üzerine kızılötesi altın nanorod yerleştirdiler. Peining Li nanorod hakkında, "Suya düşmüş bir taş rolü oynuyor" diyor. Nanorod, kızılötesi ışınları küçücük bir noktaya yoğunlaştırır ve sonra dalgalar meta yüzey boyunca yayılır.
Araştırmacılar, saçılma tipi tarama yakın-alan mikroskopu (s-SNOM) yardımıyla dalgaları imgeledi. Işlemi yönlendiren nanoGUNE'de bulunan Ikerbasque Profesörü Rainer Hillenbrand, "Görüntüleri görmek şaşırtıcıydı: Çalışmalara öncülük eden nanoGUNE'deki Rainer Hillenbrand, aslında altın nanoroddan uzaklaşan dalga yüzleri içbükey eğriliğini gösterdi" diyor.
Sonuçlar, nanoyapılı iki boyutlu malzemelerin, hiperbolik meta yüzey aygıtları ve devreleri için yeni bir platform haline geleceğini bizlere göstermekte. Ayrıca anizotropik malzemelerdeki egzotik optik fenomenini açığa çıkarmak ve yeni meta yüzey tasarım ilkelerini doğrulamak için yakın alan mikroskopisinin nasıl uygulanabileceğini konusunda önem teşkil ediyor.
Çeviri:Tuğba Kılınç
Referanslar
1.Phys.org, "Researchers turn light upside down"
<https://phys.org/news/2018-02-upside.html>
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 28/03/2024 12:24:04 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/12717
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.