Metamateriály vyráběné pomocí laseru

Technologové z Harvardu publikovali v časopisu Applied Physics Letters nový způsob přípravy metamateriálů.
Jedná se o druh metamateriálů, které jsou účinné (tj. mají záporný index lomu) v různých vlnových délkách viditelné a infračervené části spektra. Jejich základem jsou malé částice zlata a stříbra v dielektriku. Tuto 3D strukturu je ovšem třeba navrhnout a zejména sestavit s potřebnou přesností. Jako jeden z možných postupů nyní Kevin Vora a jeho kolegové navrhují použití femtosekundového laseru.
Femtosekundový laser na rozdíl od normální laseru vysílá pulzy extrémně rychle za sebou, v řádu 5 x 10^-14 s. Tyto fotony se pak mají tendenci i v průhledném materiálu dostat do energetické pasti. Zatímco jiné laserové světlo by materiálem údajně prošlo, zde se energie pulzů použije na excitaci elektronů na vyšší hladiny. Výsledně se trvale změní vnitřní struktura materiálu a může dojít k fyzikálním změnám i chemických reakcím; až dosud se tento postup používal pro výrobu specifických 2D a 3D struktur z kovů.
Vědci nyní vzali dusičnan stříbrný ve vodném roztoku, do něhož přidali ještě polymer (PVP, Polyvinylpyrrolidon, používá se např. jako pojivo, ale i náhrada krevní plazmy). Na sklíčku, které osvítili, se pak redukcí vytvořilo kovové stříbro a polymer posloužil jako lešení. Výsledkem tak byly stříbrné tečky (dots) s požadovanou geometrií. Stříbrné nanostruktury se redukcí dusičnanu stříbrného již připravovaly, hlavní přínos zde má být právě ona podpora pro 3D.
Další verze postupu může kromě vody jako součást roztoku používat také ethanol. Zde je však reakce rychlejší a hůře kontrolovatelná, namísto teček existuje riziko vzniku velkých černých skvrn nebo i krystalů stříbra v polymeru.
Zdroj: ScienceDaily