Ultra hızlı spektroskopi yapmak ve bilgisayar çiplerine her zamankinden daha küçük transistörler yerleştirmek için son derece değerli olmasına rağmen, 10-121 nm dalga boyuna sahip aşırı UV ışığını kullanmak da oldukça zordur. Radyasyonun enerjisi, etkileşime girdiği elementlerin elektronik geçişlerinin enerjisini aştığından, çeşitli malzemeler tarafından önemli ölçüde emilir. Araştırmacılar genellikle radyasyonu bakış açılarında yönlendirmek için hantal aynalar kullanırlar. Şimdi, Harvard Üniversitesi ve Avusturya’daki Graz Teknoloji Üniversitesi’nden Marcus Ossiander, Federico Capasso, Martin Schultze gibi araştırmacılar, aşırı UV radyasyonunu etkili bir şekilde iletmek ve yoğunlaştırmak için bir teknik geliştirdiler.
UV Radyasyonu Yoğunlaştırmak
Alt dalga boyu boyutundaki bileşenlerden oluşan periyodik bir desen kullanan yeni yöntem, belirli ışık dalga boylarını değiştiren ve meta yüzeyler olarak bilinen düz metamalzemelerin oluşturulmasını değiştiriyor.
Metalensesler, ışığı tipik bir optik merceğin yaptığına benzer bir şekilde dağıtan ve odaklayan bu yüzeylerin bir alt kümesidir.
Bir meta yüzeyin küçük bileşenleri tipik olarak diskler, sütunlar veya diğer hafifçe yükseltilmiş özellikler şeklini alır. Ossiander’in ekibi, sadece UV ışığını emmeye yarayacakları için bunları kullanmamaya karar verdi. Bunun yerine, bilim insanları havayı bir maddeye açılmış küçük delikler şeklinde bir dalga kılavuzu olarak kullanmaya karar verdiler.
Çevreleyen alt tabaka, delikleri havanın değeri olan 1’den daha düşük bir kırılma indisine sahip bir maddeyle kaplayarak gelen radyasyonu doğrudan etkileşime girmeden yönlendirecektir.
Bilim insanları, 50 nm ışık için yaklaşık 0,77 kırılma indisine sahip olan silikonu metal olarak kullandılar. Radyasyonun delikli silikon ile etkileşimi sayısal olarak simüle edildi ve çeşitli boyutlardaki deliklerin çeşitli düzenlemeleri değerlendirildi. En iyi oryantasyonu belirledikten sonra bilim insanları, 10 mm odak uzunluğuna sahip bir lens üretmek için 1 mm çapında bir silikon levhayı yüz milyonlarca 20-80 nm delik ile aşındırdılar. Ossiander ve meslektaşları, bir argon atomu gazına yakın-IR lazer yönlendirerek, yukarıdaki resimde görülebilen buluşlarını test ettiler.
Daha sonra metaller, atomları iyonize ettikten sonra lazer ışınları tarafından üretilen yoğun UV’nin attosaniye patlamaları tarafından nüfuz edildi. Ortaya çıkan UV ışını, minimum çapı kabaca 0,7 m olacak şekilde kırınım sınırından 2 kat daha az daraldı.
Yeni Mikroskopik Yöntemler
Metalenslerde kusurlar vardı. İçinden geçen radyasyonun neredeyse yarısını odaklamasına rağmen, gelen radyasyonun yaklaşık %90’ı emildi ya da kayboldu. Bununla birlikte, ultra-viyole aralığındaki herhangi bir mercek, yarı iletken litografi gibi görevler için yararlı olabilir. Çalışmanın amacı, nanometre boyutlarında meydana gelen attosaniye olaylarını tespit etmek için yeterli çözünürlüğe sahip bir mikroskopi yöntemi oluşturmaktır.
Kaynak: physicstoday –
