(Phys.org)—Ett team av forskare vid Swinburne University of Technology i Australien har hittat ett sätt att använda tvåstråles superupplösningslitografi för att skapa 3D-fotoniska "gyroidea" nanostrukturer – liknande de som finns i fjärilsvingar. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskapens framsteg , teamet beskriver sin teknik och några tillämpningar som den kan tillämpas på.

Forskare har känt till ett tag att fjärilsvingar har "gyroidea" nanostrukturer i sig (arrangerade i rutmönster), som serverar fjärilarna genom att manipulera ljuset på användbara sätt. Förutom deras fotoniska egenskaper, strukturerna, som är gjorda av sammanflätade krökta ytor, visade sig också vara mycket starka för sin storlek, vilket har fått forskare att se om de kan hitta ett sätt att skapa dem på konstgjord väg. Hittills, sådana ansträngningar har lämnat mycket att önska – de flesta har inte tillräckligt hög upplösning eller är för ömtåliga. I denna nya ansträngning, forskarna rapporterar att snarare än att förlita sig på traditionella metoder, såsom två-foton polymerisation, teamet gick med optisk tvåstråls superupplösningslitografi – de jämför det med direkt laserskrivteknik, noterar att det har två stora fördelar jämfört med andra tekniker som använts tidigare. Den första är att den ger mycket bättre upplösning och den andra är att den resulterande strukturen har mer mekanisk styrka.

Tvåstrålelasermetoden fungerar genom att använda, som namnet antyder, två lasrar – en av lasrarna används för att etsa som man gör med andra etsningstekniker. Det är den andra lasern som är annorlunda, den levereras i en munkform som gör att den kan fungera som ett slags radergummi, håller tillbaka den första lasern, förhindra etsning där det inte önskas. Tekniken gör det möjligt att skapa gyroidstrukturer i en rutnätsform som sedan kan användas för att skapa enhetsceller. De kombinerade lasrarna möjliggör etsning i mycket höga upplösningar, skapa strukturer så små som 300 gånger 90 nm, en faktor tio mindre än vad som är praktiskt med en enkelstråleetsning.

Forskarna noterar att strukturer som de skapade faktiskt var bättre än de som gjordes av fjärilar (de var mer enhetliga), vilket de säger borde göra dem idealiska för användning inom fotonik och optikteknik. De kan också vara användbara i optoelektronikenheter eftersom de kan göras mindre än de som för närvarande används, så att fler av dem får plats på ett chip. Och på grund av deras styrka, enhetstillverkare behöver inte oroa sig för kollaps.

© 2016 Phys.org