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"Lego spielen" im Nanobereich

Im Rahmen des Projekts NIM_NIL  erforschen wir Materialien mit negativem Brechungsindex. In Kooperation mit anderen Wissenschafter/innen ist uns jetzt der Aufbau mehrdimensionaler Lagen solcher dreidimensionaler Metamaterialien
gelungen. Dabei handelt es sich vereinfacht gesagt um das Stapeln von Strukturen mit negativem Index, daher auch der Vergleich mit den Lego-Bausteinen. Die Strukturen haben die Form von metallischen Gittern – sogenannten fishnet oder swisscross Strukturen (siehe Abbildung). Von dreidimensionalen Materialien mit negativem Brechungsindex kann sich die Industrie bahnbrechende Produktentwicklungen und Neuheiten versprechen – ein gutes Beispiel ist die Herstellung von perfekten Linsen für Optik und Optoelektronik. Der springende Punkt für die Praxis ist freilich ein effizienter Strukturübertrag – für den  die Nanoimprint-Lithographie sorgt. Mit einem nanostrukturierten Stempel lassen sich in wenigen Sekunden große Flächen – 2,5 x 2,5 cm – strukturieren.

Das „Stapeln“ der Strukturen ist auf Quarz, Glas und sogar flexiblen Strukturen möglich und dauert in der Regel nur wenige Minuten. Der Prozess ist auf ein breites Spektrum von  nanostrukturierten metallischen Strukturen als auch auf optische Metamaterialien anwendbar. Der Beweis für dreidimensionale Materialien mit negativem Brechungsindex ist der Forschergruppe zumindest im Frequenzbereich von infrarotem Licht gelungen. Die Experimente, mit denen die „Legobausteine“ der
Nanostrukturen auch in jenen Dimensionen zusammengesetzt werden, die dem Spektrum des sichtbaren Lichts entsprechen, laufen bereits.

Wer sich genauer informieren will, kann auch im Journal Nanotechnology nachlesen.

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