ENGINEERINGNET.BE - Voorspelbaarheid van apparaten is cruciaal voor toepassingen die variëren van meettechnieken voor chipfabricage en slimme verlichting met LEDs tot atmosfeerwaarnemingen met nanosatellieten.
Maar hoe duur en goed uitgerust de faciliteit ook is, tijdens nanofabricage treden onvermijdelijke afwijkingen op. Twee na elkaar gemaakte nanostructuren zijn nooit precies hetzelfde tot op het niveau van de plaatsing van de atomen, omdat bijvoorbeeld de fabricageapparatuur langzaam verandert.
Uiteindelijk, zelfs als alle apparatuur perfect werkt, verbieden entropie en chaos om exacte kopieën te maken, waardoor apparaten minder voorspelbaar worden. Het onderzoek van het Twents-Amsterdamse team verbetert niet alleen onze kennis van deze afwijkingen, maar opent ook de deur naar nieuwe functionaliteiten voor apparaten.
Onderzoeker Willem Vos van UTwente legt uit: “Er zijn grote verschillen tussen de echte en de utopische structuur. Waar de utopische structuur licht bijvoorbeeld verbiedt om binnen te komen, heeft de echte structuur een hoge energiedichtheid van licht."
"De echte lichtverdeling heeft een eigenaardig patroon dat voorkomt dat licht naar rechts uittreedt, zoals oorspronkelijk ontworpen. Het intense en ingesloten licht kan zelfs worden gebruikt voor compleet nieuwe functies, zoals optische schakelaars of sensoren!”
De innovatieve aanpak van het team gebruikt de echte 3D-nanostructuur zelf, verkregen door middel van nauwkeurige röntgenbeeldvorming, als input voor hun optische studie.
Op die manier konden de onderzoekers de echte nanostructuur direct vergelijken met een geïdealiseerd of 'utopisch' model. De bevindingen onthullen dat, in tegenstelling tot het ideale ontwerp, de echte nanostructuur een sterke opsluiting van licht vertoont die volledig afwezig is in het utopische ontwerp.
Het onderzoek is gefinancierd door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek.
