Verdens tynneste linse for å revolusjonere kameraer

Statens vegvesen - Barnekontrolløren (Juni 2019).

Anonim

Forskere har skapt verdens tynneste linse, en to tusen tykkelsen på et menneskehår, åpner døren til fleksible dataskjermer og en revolusjon i miniatyrkameraer.

Lederforsker Dr Yuerui (Larry) Lu fra Australian National University (ANU) sa funnene hengte på det bemerkelsesverdige potensialet i molybdendisulfidkrystallet.

"Denne typen materiale er den perfekte kandidaten til fremtidige fleksible skjermer, " sa Dr Lu, leder av Nano-Electro-Mechanical System (NEMS) Laboratory i ANUs forskningsskole.

"Vi vil også kunne bruke arrays av mikrolinser for å etterligne de sammensatte øynene til insekter."

6.3-nanometerlinsen skiller ut tidligere, ultra-tynne flatlinser, laget av 50 nanometer tykke gull nano-bar-arrays, kjent som et metamateriale.

"Molybdendisulfid er en fantastisk krystall, " sa Dr Lu

"Den overlever ved høye temperaturer, er et smøremiddel, en god halvleder og kan også sende fotoner.

"Evnen til å manipulere lysstrømmen i atomskala åpner en spennende avenue mot enestående miniaturisering av optiske komponenter og integrering av avanserte optiske funksjoner."

Molybden disulfid er i en klasse av materialer kjent som chalcogenid briller som har fleksible elektroniske egenskaper som har gjort dem populære for høyteknologiske komponenter.

Dr Lus lag skaper linsen fra et krystall 6, 3-nanometer tykt - 9 atomlag - som de hadde avskallet et større stykke molybdendisulfid med klebrig tape.

De opprettet da en 10-mikron radius linse, ved hjelp av en fokusert ionstråle for å barbere lag atomene, til de hadde kuppelformen til objektivet.

Laget oppdaget at enkeltlag med molybdendisulfid, 0, 7 nanometer tykk, hadde bemerkelsesverdige optiske egenskaper, som viste seg å være en lysstråle som var 50 ganger tykkere, ved 38 nanometer. Denne egenskapen, kjent som optisk sti lengde, bestemmer lysets fase og styrer interferens og diffraksjon av lys som det formerer seg.

"I begynnelsen kunne vi ikke forestille oss hvorfor molybdendisulfid hadde slike overraskende egenskaper, " sa Dr Lu.

Samarbeidsassistent Professor Zongfu Yu ved University of Wisconsin, Madison, utviklet en simulering og viste at lyset hoppet frem og tilbake mange ganger inne i krystallskiktene med høy brytningsindeks før de passerte gjennom.

Molybdendisulfidkrystallens brytningsindeks, egenskapen som kvantiserer styrken av materialets effekt på lys, har en høy verdi på 5, 5. Til sammenligning, diamant, hvis høye brytningsindeks forårsaker sin glitrende, er bare 2, 4, og vannets brytningsindeks er 1, 3.

Denne studien er publisert i Nature seriell journal Light: Science and Applications.

menu
menu