Onderzoekers hebben een materiaal gefabriceerd waarin zichtbaar licht een bijna oneindige golflengte heeft. Het nieuwe materiaal is opgebouwd uit een stapeling van zilver en siliciumnitride nanolagen.
Een elektronenmicroscoopbeeld van het gefabriceerde metamateriaal. De zilver en siliciumnitride lagen zijn duidelijk zichtbaar als afwisselend lichte en donkere banden.
De fasesnelheid en de groepssnelheid van licht beschrijven samen de voortplanting van licht in een materiaal. De fasesnelheid bepaalt hoe snel de golven in het materiaal bewegen, de groepssnelheid hoe snel de energie van het licht zich voortplant. Einsteins wetten zeggen dat de energie van licht zich nooit sneller kan voortplanten dan de lichtsnelheid. De groepssnelheid kent dus een maximum. Er zijn echter geen fysische beperkingen voor de fasesnelheid. Als de fasesnelheid nul is, staan de toppen en dalen van de lichtgolf stil; is hij oneindig, dan neemt de golflengte zeer grote waarden aan. In de natuur komen materialen met zulke bijzondere eigenschappen echter niet voor.
Metamaterialen
Het onderzoeksteam presenteert nu een metamateriaal dat is opgebouwd uit bouwstenen die veel kleiner zijn dan de golflengte van het licht. Door lagen van zilver en siliciumnitride op de juiste manier op elkaar te stapelen, ontstaat een nieuw materiaal waarin het licht de eigenschappen van beide lagen 'voelt'.
De manier waarop licht door materie reist, is afhankelijk van de permittiviteit van het materiaal: de weerstand van het materiaal tegen de elektrische velden van de lichtgolven. Omdat de permittiviteit van zilver negatief is en die van siliciumnitride positief, heeft het gecombineerde materiaal een permittiviteit die effectief gelijk is aan nul. Daardoor lijkt het alsof het licht geen weerstand ondervindt, en zich met een oneindige fasesnelheid voortplant. De golflengte van het licht is dan bijna oneindig.
De gemeten permittiviteit van een gelaagd Ag/SiN-metamateriaal als functie van golflengte. De permittiviteit is gemeten voor verschillende laagdiktes van het metamateriaal
Bron:
Fom
Publicatie:
Ruben Maas, et al.: Experimental realization of an epsilon-near-zero metamaterial at visible wavelengths
Laatste berichten
- 13:57 Vraag 2009 Juli Vraag 5 3
- 12:51 positie 2
- 10:44 Schroefdraad berekening 8
- 00:15 [scheikunde] Kan chloorgas de geleiding van elektriciteit belemmeren? 9
- 21:15 Weerfrustratie 9
- 18:08 geen minkowski-ruimte toch? Doe ik dit nou fout? 15
- 23 apr do-re-mi-fa-so vliegtuigen 7
- 23 apr Kunnen quantum Zonnecellen 190% quantum efficiënt zijn 3
- 23 apr De Euro Nederlandse 100 qubit computer komt eraan
- 23 apr projectiel 8
- 23 apr Verschil tussen deze 2 vragen 5
- 23 apr [scheikunde] berekeningen labo vitamine c bepaling 1
- 22 apr [wiskunde] rode en witte ballen verdelen 8
- 22 apr Rotatie van het heelal 41
- 22 apr Muntje opgooien 14
- 21 apr Reactiviteit silyl enol ethers 1
- 21 apr Criterium voor vochtretentie
- 21 apr speciale rel. theorie 5
- 21 apr Vogels in de stad zijn goede klussers
- 21 apr Ervaringen met "herontdekkingen" 15
Nieuwsberichten
- 04 mar Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
- 31 okt AI kan via stem diabetes vaststellen 11
- 21 okt Einstein krijgt wéér gelijk 45
- 07 feb witter dan wit 20
- 19 jun irrigatie en de aardas