Швейцарские инженеры разработали простой метод производства метаповерхностей для оптических цепей. В отличие от обычной литографии, он не требует чистой комнаты и занимает всего пару минут.

Оптические цепи не только на порядок превосходят электронные по скорости, но и потребляют намного меньше энергии. Световые волны в них управляются очень тонкими метаповерхностями, которые концентрируют и направляют их. Метаповерхности состоят из наночастиц, модулирующих электромагнитные волны в диапазоне длин менее микрометра.

Метаповерхности позволяют инженерам создавать гибкие фотонные цепи и сверхтонкую оптику. Их будут применят в целом ряде приборов — от гибких планшетов до солнечных панелей с повышенным поглощением света и эластичных сенсоров для вживления в кожу пациентов.

Загвоздка в том, что создание метаповерхности современными методами литографии — процесс трудоемкий и долгий, для которого необходима чистая комната.

Однако инженеры Федеральной технической школы Лозанны разработали простой метод производства диэлектрических стеклянных метаповерхностей, гибких или жестких, при низкой или даже при комнатной температуре, для которого наличие чистой комнаты не обязательно, рассказывает EurekAlert.

В основе нового метода лежит процесс выпотевания, который уже применяют в гидравлике. Это происходит, когда тонкая пленка материала наносится на поверхность, которую потом нагревают. От тепла пленка стягивается и разбивается на крошечные частицы.

Так ученые впервые создали диэлектрические стеклянные метаповерхности, которые абсорбируют очень мало света и обладают высоким коэффициентом преломления. Сочетание этих свойств означает, что материал эффективно модулирует свет, проходящий сквозь него.

Для создания таких метаповерхностей инженеры разработали текстуру подложки с желаемой архитектурой. Затем они нанесли материал — в данном случае, халькогенид — пленкой в несколько десятков нанометров толщиной. Пару минут подложка нагревалась, и на подложке начали формироваться наночастицы.

«Это первый случай применения выпаривания для создания стеклянных метаповерхностей. Преимущество в том, что наши метаповерхности гладкие и правильные, и их легко создавать на больших поверхностях и гибких подложках», — говорит Фабьен Сорен, руководитель исследовательской группы.