วัสดุสถาปัตยกรรมนาโนแบบใหม่สามารถหักเหแสงย้อนกลับได้ ก้าวใหญ่สู่การสร้างวงจร Photonic

วัสดุที่มีสถาปัตยกรรมนาโนแบบใหม่นั้นแสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติที่ในอดีตเป็นได้แค่ทฤษฎีเท่านั้น คือ การหักเหแสงย้อนกลับ ซึ่งจะขึ้นอยู่กับมุมตกกระทบของแสงกับวัสดุ

คุณสมบัติดังกล่าวถูกเรียกว่า Negative Refraction ซึ่งหมายถึงว่าความเร็วดัชนีหักเหแสงที่แสงสามารถเดินทางได้ผ่านวัสดุนั้นเป็น ลบ เมื่อกระทบกับส่วนของ Electromagnetic Spectrum ในทุกมุมองศา

Refraction หรือการหักเหแสงนั้นเป็นคุณสมบัติทั่วไปในวัสดุ เหมือนหลอดดูดน้ำหรือเลนสายตาที่พลิกด้านไหนก็มีผลลัพธ์การโฟกัสเหมือนเดิม แต่ Negative Refraction นั้นไม่ได้เกี่ยวข้องเพียงการเปลี่ยนมุมแสงไม่กี่องศาในด้านเดียว แต่แสงนั้นจะถูกส่งไปในมุมที่ตรงกันข้ามอย่างสิ้นเชิงกับมุมที่เข้ามา คุณสมบัตินี้ยังไม่พบเจอในธรรมชาติ แต่เกิดขึ้นทางทฤษฎีตั้งแต่ช่วงปี 1960

วัสดุใหม่นี้มีคุณสมบัติที่แปลกออกไปจากการผสมผสานและจัดเรียงตัวของสเกลระดับนาโนและไมโคร รวมถึงการเคลือบโลหะฟิล์ม Germanium แบบบาง ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ระดบัไมโคร โครงสร้างจะเห็นเป็นลูกบาศก์กลวง ๆ เต็มไปหมด โดยแต่ละลูกจะมีขนาดเล็กจนทำให้ความกว้างแสงนั้นกว้างน้อยกว่าผมมนุษย์ถึง 100 เท่า ข่ายตารางเหล่านี้นั้นถูกสร้างโดยใช้วัสดุโพลีเมอร์ซึ่งทำงานง่ายกับการพิมพ์ 3 มิต จากนั้นจึงเคลือบด้วยโลหะ Germanium

วัสดุที่ค้นพบใหม่นี้มีศักยภาพในการใช้งานสำหรับโทรคมนาคม การสร้างภาพทางการแพทย์ การพรางตัวสำหรับเรดาห์ และการประมวลผล

ที่มา:
Caltech.edu