آیا یک ماده شفاف که دارای حفره است می‌تواند نور را بلوک کند؟ در حالت عادی باید گفت خیر، اما محققان آزمایشگاه فتونیک و نانوساختارها در مارکوسیس فرانسه نشان دادند که ساختاری شبکه مانند از آرایه‌های نانومیله مانند، می‌تواند تقریبا 100 درصد نور با طول موج مشخصی را بلوک کند.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، این نانوشبکه فتونیکی می‌تواند برای ساخت ادوات نسل جدید نوری استفاده شود. یافته‌های اخیر گروه تحقیقات «استفان کولین» پیش بینی نظریه‌ای که چند سال قبل ارائه شد را تایید می‌کند: ساختارهایی با شکل شبکه‌ای که از جنس نانومیله بوده و آرایه دو بعدی دارد، می‌تواند پرتوهای نور را با طول موج ویژه منعکس کند.
«کولین» و همکارانش برای ساخت این آرایه با چالش‌هایی روبرو بودند. در این ساختار از نانومیله‌هایی از جنس نیترید سیلیکون به ضخامت 500 نانومتر استفاده شد، این آرایه‌ها به صورت یک لایه از ردیف‌هایی که سه میکرومتر از هم فاصله داشتند تشکیل شده بود. این میله‌ها تنها 15 درصد از سطح را پوشش می‌داد و بقیه سطح خالی بود.
آرایه‌های دو بعدی اجازه می‌دهند که محدوده مشخصی از طول موج‌ها از آنها عبور کنند، اما پرتوی که طول موج 3.2 میکرومتری دارد نمی‌تواند از میان این آرایه عبور کرده و تقریبا به صورت کامل منعکس می‌شود.
«کولین» می‌گوید: ما دریافتیم که پاسخ‌های نوری نانوشبکه در طیف بسیار کم عرض تغییر می‌کند به طوری که این ساختارها می‌توانند از حالت شفاف اولیه به صورت مات تغییر رنگ دهند. پرتوهایی با طول موج سه میکرومتر از میان این ساختار عبور می‌کند، اما سیگنال عبور نور در 3.2 میکرومتر به شدت افت می‌کند.
هرچند این نانوشبکه بسیار شبیه شبکه‌های پراش است، اما رفتاری شبیه یک بلور دارد؛ میله‌ها همانند تک لایه‌های اتمی عمل کرده و پراش نور را افزایش می‌دهند.
پرتو برخورد کرده، ابتدا با هر نانومیله پراش یافته و سپس برخی از این پرتوهای پراش یافته به میله‌های دیگر می‌رسند و دوباره پراش می‌یابند. در اثر این پراش‌های چندگانه، تداخل سازنده شکل می‌گیرد و در نتیجه مجموعه پرتوهای پراش یافته در مسیر مستقیم و بازگشت، نشر می‌یابند.
در مسیر رو به جلو، اموج نور پراش یافته توسط میله‌ها و همچنین امواج عبوری از میله‌ها می‌توانند یکدیگر را خنثی کنند، در نتیجه برخی از پرتوها به طور کامل حذف می‌شوند. این اثر شباهت زیادی به پراش براگ در بلور سه بعدی دارد.
نتایج این پژوهش در نشریه «Phys. Rev. Lett» به چاپ رسیده است.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، این نانوشبکه فتونیکی می‌تواند برای ساخت ادوات نسل جدید نوری استفاده شود. یافته‌های اخیر گروه تحقیقات «استفان کولین» پیش بینی نظریه‌ای که چند سال قبل ارائه شد را تایید می‌کند: ساختارهایی با شکل شبکه‌ای که از جنس نانومیله بوده و آرایه دو بعدی دارد، می‌تواند پرتوهای نور را با طول موج ویژه منعکس کند.
«کولین» و همکارانش برای ساخت این آرایه با چالش‌هایی روبرو بودند. در این ساختار از نانومیله‌هایی از جنس نیترید سیلیکون به ضخامت 500 نانومتر استفاده شد، این آرایه‌ها به صورت یک لایه از ردیف‌هایی که سه میکرومتر از هم فاصله داشتند تشکیل شده بود. این میله‌ها تنها 15 درصد از سطح را پوشش می‌داد و بقیه سطح خالی بود.
آرایه‌های دو بعدی اجازه می‌دهند که محدوده مشخصی از طول موج‌ها از آنها عبور کنند، اما پرتوی که طول موج 3.2 میکرومتری دارد نمی‌تواند از میان این آرایه عبور کرده و تقریبا به صورت کامل منعکس می‌شود.
«کولین» می‌گوید: ما دریافتیم که پاسخ‌های نوری نانوشبکه در طیف بسیار کم عرض تغییر می‌کند به طوری که این ساختارها می‌توانند از حالت شفاف اولیه به صورت مات تغییر رنگ دهند. پرتوهایی با طول موج سه میکرومتر از میان این ساختار عبور می‌کند، اما سیگنال عبور نور در 3.2 میکرومتر به شدت افت می‌کند.
هرچند این نانوشبکه بسیار شبیه شبکه‌های پراش است، اما رفتاری شبیه یک بلور دارد؛ میله‌ها همانند تک لایه‌های اتمی عمل کرده و پراش نور را افزایش می‌دهند.
پرتو برخورد کرده، ابتدا با هر نانومیله پراش یافته و سپس برخی از این پرتوهای پراش یافته به میله‌های دیگر می‌رسند و دوباره پراش می‌یابند. در اثر این پراش‌های چندگانه، تداخل سازنده شکل می‌گیرد و در نتیجه مجموعه پرتوهای پراش یافته در مسیر مستقیم و بازگشت، نشر می‌یابند.
در مسیر رو به جلو، اموج نور پراش یافته توسط میله‌ها و همچنین امواج عبوری از میله‌ها می‌توانند یکدیگر را خنثی کنند، در نتیجه برخی از پرتوها به طور کامل حذف می‌شوند. این اثر شباهت زیادی به پراش براگ در بلور سه بعدی دارد.
نتایج این پژوهش در نشریه «Phys. Rev. Lett» به چاپ رسیده است.