Ga naar hoofdinhoud

Doorzichtig nanomateriaal versterkt emissie van licht

Onderzoekers van het FOM-instituut Amolf en Philips Research hebben een materiaal ontdekt waarbij een bijzonder type licht-materiegolven is waargenomen. Op afstand lijkt onzichtbaar, maar vertoont een sterke wisselwerking met lichtbronnen in de directe omgeving. Een mogelijke toepassing van deze licht-materiegolven is het verbeteren van de lichtemissie van LED’s.

Het materiaal waarin de onderzoekers deze golven (zogenaamde golfgeleider-plasmonpolaritonen) hebben waargenomen, bestaat uit een specifiek patroon van zeer kleine metaaldeeltjes (nanodeeltjes) op een oppervlak dat licht uitzendt. Deze nanodeeltjes verstrooien het invallende licht sterk, omdat het patroon dezelfde ordegrootte heeft als de golflengte van het licht.

Normaal gesproken maakt verstrooiing van licht een materiaal ondoorzichtig, maar door de koppeling van de metaaldeeltjes aan een optische golfgeleider is het nieuw ontdekte materiaal doorzichtig. Bovendien versterkt de resonante wisselwerking tussen de lichtbronnen in de golfgeleider de emissie van licht. Hierin zit de link met LED-technologie.

Wetenschappelijk betekent deze ontdekking een nieuw fenomeen voor de plasmonische nano-optica, omdat hieruit blijkt dat transparante golfgeleiders behangen met nanodeeltjes licht efficiënt kunnen uitzenden.


De uitdoving (bepalend voor de mate van doorzichtigheid, a) en de Photo Luminescent Enhancement (PLE, b), met de intensiteit van de lichtuitzending van een conventioneel materiaal (zwarte lijn) en een materiaal dat golfgeleider-plasmonpolaritonen ondersteunt, weergegeven als een functie van de fotonenergie of de kleur van het licht. Bij conventionele materialen is de uitdoving het grootst bij kleuren met een verhoogde uitzending. Bij golfgeleider-plasmonpolaritonen is de uitzending het sterkst bij kleuren die de minste uitdoving vertonen, oftewel de kleur waarbij het materiaal doorzichtig is
.

De foto boven geeft een schematische weergave van de transparante lichtbron. (a) Meerlagige structuur gevormd door een glazen substraat (lichtblauwe laag), licht uitzendende golfgeleider (gele laag), laag van metalen nanodeeltjes (witte puntjes) en passivatielaag (donkergrijze laag). De blauwe straal is de lichtstraal die de doorzichtigheid van de laag demonstreert. (b) Bovenaanzicht van de laag metalen nanodeeltjes.

 

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven