Sciencemag.cz
Doporučujeme
Metačočky, tedy metamateriály fungující jako čočka, nabízejí nové možnosti miniaturizace i speciální optické vlastnosti.
Vědci z University of Birmingham a dvou jihokorejských výzkumných institucí (Institute for Basic Science a Korea Advanced Institute of Science and Technology) oznámili nový typ metačočky, který je vyroben z grafenu a propíchaného zlatého povrchu. Zlato se jako základ pro metamateriály používá běžně, u grafenu jde podle všeho o nově navrženou aplikaci.
Do zlata se v měřítku mikrometrů vyvrtají otvory ve tvaru U a pokryjí se grafenem. Podle studie publikované v Advanced Optical Materials (první autor Teun-Teun Kim) se pak struktura chová jako konvexní čočka a navíc může měnit polarizaci světla, což by se mohlo uplatnit pro přenos signálu i v biosenzorech. Pomocí speciálních vlastností grafenu lze také ladit intenzitu nebo amplitudu výstupního paprsku (autoři to přirovnávají k expozici u fotoaparátu).
Takto vyrobené metačočky jsou tenké opět v řádu mikrometrů a navrženy byly tak, aby fungovaly mezi infračervenou a mikrovlnnou oblastí spektra (terahertzové vlny).
Obecně: Čočky z metamateriálů mohou být prakticky ploché – podobně jako u jiných využití metamateriálů se zde funkčnost dosahuje speciální úpravou povrchu/volbou materiálů. Klasické čočky obvykle musíme kombinovat, protože index lomu závisí na vlnové délce, důsledkem je tzv. barevná vada (rozklad světla). Metačočky jsou (podobně jako metamateriály používané pro zajištění neviditelnosti – asi nejznámější aplikace metamateriálů vůbec) funkční jen v určitém intervalu, nicméně postupně se objevují i kombinace pokrývající celé viditelné spektrum. V Nature Nanotechnology byla letos publikována studie vědců z Harvardu (hlavní autor Federico Capasso), kdy metačočka dokáže do jednoho místa soustředit celé viditelné spektrum. Základem zařízení je v tomto případě oxid titaničitý a za korekci barevné vady odpovídají opět speciální povrchové nanostruktury (tentokrát opravdu nano, na rozdíl od o řád větších děr ve zlaté fólii – viz výše). Dalším krokem tohoto výzkumu by měly být metačočky škálovatelné z hlediska velikosti, které by našly uplatnění např. v technologiích virtuální/rozšířené reality.
