Wetenschappers buigen licht om met halfgeleidermateriaal

Wetenschappers zijn er in geslaagd om met behulp van een nieuw materiaal op basis van halfgeleiders, licht om te buigen in een richting die het van nature niet zou opgaan.

Als licht de grens van het ene medium naar het andere passeert, zoals van lucht naar water, verandert het van richting. Deze refractie vindt plaats omdat de lichtgolven zich met verschillende snelheden door verschillende materialen bewegen. De verhouding tussen de snelheid van het licht in een substantie en de snelheid in een vacuüm wordt de brekingsindex van die substantie genoemd. Normaliter buigt licht altijd in de richting van het oppervlak van het medium met de hoogste brekingsindex.

Onderzoekers van de Princeton University hebben echter aangetoond dat een bepaald soort 'metamateriaal' infraroodlicht de andere kant op doet buigen. Metamaterialen zijn meestal opgebouwd uit halfgeleiders en metalen. Dat ze licht kunnen buigen is onlangs al bekend geworden, maar het materiaal van Princeton wijkt af van de meeste metamaterialen.

Het bestaat geheel uit halfgeleidend materiaal en het heeft daardoor de eigenschap om als geleider dan wel als isolator te dienen. De fabricage zou bovendien eenvoudiger zijn aangezien het niet uit meerdere lagen van metaal en halfgeleiders hoeft te worden opgebouwd, schrijft CBC News.

Volgens het onderzoeksteam kan het materiaal gebruikt worden voor platte infraroodlenzen die meer informatie kunnen opvangen met minder vervorming dan traditionele lenzen. Die zijn namelijk gebogen om de refractie te compenseren.

Reacties (24)

[Verwijderd]

haha idd, daar moest ik ook al aan denken toen ik het woord LICHT buigen hoorde.
Want zo kan je b.v. iets onzichtbaar maken. Maar dat zie ik nog niet gebeuren.
Dit is immers alleen infrarood. Mischien kunnen ze het in de computer techniek toepassen zoals in chips? mischien snellere data transmissie ik zou niet weten.

[Wizzkid007]

Ik zie dit nog wel gebruikt worden in CPU's die gebaseerd zijn op licht of laser, was een hele tijd terug ook wat over...

[vgroenewold]

Schitterend voor in m'n spiegelreflex dus. Alleen zijn de lenzen (goede) tegenwoordig al zo goed dat deze vervorming wel meevalt...dan moet je echt zoeken m.b.v. het fotograferen van een grid, bij een normale foto valt dat al nauwelijks meer op. Dus wat dat betreft zie ik niet plots veel mooiere foto's ontstaan, wel goedkoper wellicht wanneer de productie hiervan stukken goedkoper is.

Voorbeeld
Dit gaat dan over filters, maar een lens lijkt me mooier.

[Reactie gewijzigd door vgroenewold op 29 juli 2024 18:15]

[Verwijderd]

Als toepassing moet je denk ik vooral aan de telecommunicatie-industrie denken. Glasfibers vervoeren namelijk infrarood licht, en aan het begin en einde van zo'n fiber worden lenzen gebruikt om het licht op de uiteindes te focussen. Dat focussen komt heel erg nauw; kleine afwijkingen van een ideale uitlijning kunnen al behoorlijk grote verliezen tot gevolg hebben. Ik neem aan dat deze lenzen hier erg interessant zouden kunnen zijn.

[0rbit]

Je post is geheel offtopic. Dit gaat over een effect dat alleen optreed bij infrarood licht. Niet bij zichtbaar licht dus.

[vgroenewold]

Ok, dus de vervorming is een andere bij deze lichtfrequenties. Treedt er dan geheel geen vervorming op wanneer je bolle IR lenzen gebruikt?

[Verwijderd]

infrarood is ook gewoon licht, dus ik neem aan dat ze dit effect over een paar jaar ook wel met zichtbaar licht kunnen.

[Clavius]

Jij hebt wel heel veel vertrouwen in de wetenschap
Punt is dat silicium geen zichtbaar licht doorlaat, slechts infrarood.

Edit @ freaq: Klopt, maar het is maar de vraag of het effect dan ook optreed.

[Reactie gewijzigd door Clavius op 29 juli 2024 18:15]

[freaq]

als het enklele micrometers dik is wel.

[Soldaatje]

Nee, infrarood is onderdeel van het lichtspectrum.
De definitie van licht is het voor de mens zichtbare deel daarvan.
Daar valt infrarood dus niet onder.

[Robbels]

een nieuwe infrarood lens voor de Huble telescoop bijvoorbeeld waardoor deze nog beter in de stofwolken van sterformaties kan kijken. (geboorte van sterren word volledig gefotografeerd doormiddel van Infrarood).

[Verwijderd]

Het mooie aan Huble is dat deze geen lens heeft in de traditionele zin van het woord (geen glazen lens dus) maar puur werkt met spiegels die het licht focusen (link). Dus denk niet dat het van enig nut kan zijn voor hubble.

[vgroenewold]

Ook voor camera's zijn er infrarood toepassingen. En een lens lijkt mij mooier dan de filters die nu veelal gebruikt worden. Het zal vast heel ingewikkeld zijn om zoiets interessant te maken voor de consument en fotografie, als het zich daar voor leent. Het was dan ook een idee.

[Reactie gewijzigd door vgroenewold op 29 juli 2024 18:15]

[Nimrod]

quote: Mr_Atheist

Je post is geheel offtopic. Dit gaat over een effect dat alleen optreed bij infrarood licht. Niet bij zichtbaar licht dus.

Euh, infraroodcamera's

[Reactie gewijzigd door Nimrod op 29 juli 2024 18:15]

[_Teq_]

Ik vind het uberhaupt heel knap dat hij zo snel een mogelijke praktische oplossing kan opdreunen. Ik lees dit bericht en denk: Ha, fijn, dat heb ik altijd al gewild! zonder het nut ervan in te zien. Uiteraard snap ik wel dat het 'ergens' goed voor is, anders zouden ze het niet bekendmaken.
Helaas gaat het item nergens in op een eventuele praktische toepassing van deze uitvinding. 'Wij' als leken gaan dan maar zelf een beetje dingen lopen fantaseren.....

[_Teq_]

Ik bedoelde dus te zeggen dat ik het wel goed vind dat jij zo snel met een mogelijke praktische oplossing op de proppen komt. (Ookal blijkt die wellicht wat vergezocht) Geen enkele reden tot paniek, en de FP is ook gewoon leuk voor naast het Forum

[Verwijderd]

Als je de moeite had genomen ook daadwerkelijk meer te lezen dan te titel en de intro had je kunnen lezen dat het in zekere zin juist het tegenovergestelde is van wat water al eeuwen doet:

Als licht de grens van het ene medium naar het andere passeert, zoals van lucht naar water, verandert het van richting. [...] Normaliter buigt licht altijd in de richting van het oppervlak van het medium met de hoogste brekingsindex. [...] Onderzoekers van de Princeton University hebben echter aangetoond dat een bepaald soort 'metamateriaal' infraroodlicht de andere kant op doet buigen.

[ILUsion]

In het artikel is het niet geheel duidelijk, omdat ze geen duidelijke figuur erbij gezet hebben en dan een vage uitleg.

Een klassieke figuur over refractie / lichtbreking :

http://misclab.umeoce.mai...S_491_2003/refraction.gif

Voor de mensen die weinig Engels kennen: incident ray: invallende lichtstraal, reflected ray: gereflecteerde straal en refracted ray: gebroken straal. De bijhorende optische wet is de wet van Snellius, die ik hier niet ga opschrijven. Maar in alle normale materialen ligt de gebroken straal in die tekening rechts van de as (een positieve refractiehoek). Wat ze in Princeton hebben bereikt is die straal links van de as te krijgen. Waar dat op neerkomt: een negatieve brekingsindex in de wet van Snellius.

Meer informatie op WikiPedia: http://nl.wikipedia.org/wiki/Wet_van_Snellius

[n00bs]

Binnenkort cloaking devices voor de Space Shuttle ?

[Niekk]

Inderdaad.
Misschien zijn hierdoor snellere schakel methoden te maken (= snelheid winst).
men zou bv een CPU kunnen maken met ram vol van dat soort plaatjes, en dan licht als "schakelaar" gebruiken (dus ipv Transistor).

Zou mooi zijn, want dat zou dus snelheid geven
Maar waarschijnlijk wordt dit toch wel gepattenteerd

[T-men]

2 opmerkingen:
Nog meer voordelen van een licht geschakelde processor: licht geschakelde cpu's zijn, in theorie, niet alleen sneller, maar leveren ook nog eens minder warmte (opnieuw: in theorie) wat ze niet alleen energiezuiniger zou moeten maken, maar ook zouden ze een hogere component-dichtheid kunnen hebben wat ze weer kleiner maakt, wat ze uiteindelijk ook weer sneller maakt. Deze ontdekking zou deze droom idd best wel weer eens een stapje dichterbij hebben kunnen brengen

De tweede opmerking betreft wat bij mij over komt als een sneer naar het patent-recht. Het betreft hier fundamenteel onderzoek, wat waarschijnlijk veel geld heeft gekost. Dit soort onderzoek moet gestimuleerd en beschermd worden. Daar is het patent systeem nu precies voor bedoeld.
Niet te verwarren dus met de discussie over software-patenten waar zaken als "de dubbel-klik met de muis", of "een elektronisch winkelwagentje" worden gepatenteerd.

[edit: vergeten zinnetje]

[Reactie gewijzigd door T-men op 29 juli 2024 18:15]