Onderzoekers van de stichting Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) en de Universiteit Utrecht hebben een kristal gemaakt waarin licht zich gedraagt als elektronen in een halfgeleider. In Nature Materials beschrijven zij hoe ze dit bijzondere materiaal wisten te fabriceren. Nog niet eerder waren wetenschappers erin geslaagd zo‘n structuur in drie dimensies te verkrijgen.
Halfgeleiders hebben een ’verboden zone‘. Elektronen kunnen niet zo maar elke energie aannemen. De energieniveaus die niet zijn toegestaan, heten samen de bandgap. Het principe gaat ook op voor fotonische kristallen, alleen dan met licht. Fotonen met een specifieke energie kunnen zich daarin niet voortplanten. Fotonische kristallen zijn onder meer interessant voor efficiënte minilasers, zonnecellen en kwantumoptica.
Een kristal met een ’lichtbandgap‘ moet aan drie voorwaarden voldoen. De brekingsindex van de verschillende materialen moet groot zijn, de constituenten moeten met de juiste symmetrie ten opzichte van elkaar zitten en mogen natuurlijk het licht niet absorberen. Microfabricagetechnieken zoals lithografie bleken niet in staat zulke structuren in 3D te maken met de vereiste precisie. Materialen met een bandgap voor zichtbaar licht was tot nu toe onhaalbaar.
This article is exclusively available to premium members of Bits&Chips. Already a premium member? Please log in. Not yet a premium member? Become one for just €20 for the first year and enjoy all the benefits.
