Skip to ContentSkip to Navigation
Onderzoek Zernike (ZIAM) News

Schilderijen wijzen de weg naar chips die werken op licht

10 oktober 2023
'Sterrenhemel' van Vincent van Gogh en 'Meisje met de parel' van Johannes Vermeer

Wetenschappers van het Zernike Instituut voor Geavanceerde Materialen van de RUG hebben twee beroemde schilderijen nagemaakt op een schaal van duizendste millimeters. Dat was niet alleen een eerbetoon aan Johannes Vermeer en Vincent van Gogh, maar vooral een bewijs dat het mogelijk is piepkleine optische systemen te maken.

FSE Science Newsroom René Fransen

Het canvas voor deze reproducties bestaat uit een laag van reflecterend goud. Daarop brachten de wetenschappers een dunne film van antimoon/selenium (Sb2Se3) aan. Dit gebeurde onder leiding van professor Bart Kooi, die materialen maakt met een structuur op de schaal van nanometers (miljoenste millimeters). Licht dat terugkaatst van het goud, en daarbij door de dunne film gaat, kan verschillende kleuren aannemen, afhankelijk van de dikte van de film. Dit is hetzelfde fenomeen dat je kunt zien wanneer er een laagje olie op water ligt, ook dan zie je allerlei kleuren.

decoratieve afbeelding
Het schilderij ‘Meisje met de Parel’ van Vermeer is eerst omgezet in grijswaarden, en vervolgens op micrometerschaal nagemaakt met behulp van en ionenbundel die continue hoogteverschillen kan uitfrezen in een dunne film met nanometer precisie. Het linker paneel toont een elektronenmicroscopische opname van deze hoogteverschillen. Het middelste paneel geeft de structurele kleuren weer die zijn ontstaan door hoogteverschillen in de amorfe dunne film. Het rechterpaneel toont kleuren nadat de film was gekristalliseerd met een elektrische puls. | Beeld: Bart Kooi, RUG

Lithografie

De afbeeldingen zijn eerst overgezet in pixels met grijstinten. Vervolgens is een krachtige straal geladen deeltjes gebruikt om stukjes van de film weg te frezen, op een diepte die correspondeert met de grijswaarde van de pixels, die een afmeting van enkele nanometers hebben. Licht dat via de dunne film terugkaatst krijgt een kleur die afhankelijk is van de dikte van de film, en het resultaat laat het ‘Meisje met de parel’ van Vermeer in kleur zien (zie afbeelding). Hetzelfde is gedaan met de Sterrenhemel van Van Gogh.

Deze verkleinde kunstwerken laten zien dat het mogelijk is om met een straal geladen deeltjes op een schaal van nanometers pixels te maken, waarbij het hoogteverschil niet in stapjes verloopt maar continu is. Dit soort pixels zijn niet te maken met gewone technieken, zoals lithografie. En omdat het antimoon/selenium een zogeheten fase-veranderend materiaal is, is het ook mogelijk de eigenschappen van de pixels te veranderen door hun structuur met elektrische pulsen aan te passen.

Deze kleine pixels zijn mogelijk te gebruiken in beeldschermen, maar een meer voor de hand liggende optie is het maken van optische chips (schakelingen die werken op licht in plaats van elektrische stroom) en andere optisch-elektronische toepassingen.

Het onderzoek is op 1 september gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Materials .

Laatst gewijzigd:25 oktober 2023 11:02
View this page in: English

Meer nieuws

  • 10 juni 2024

    Om een wolkenkrabber heen zwermen

    In Makers van de RUG belichten we elke twee weken een onderzoeker die iets concreets heeft ontwikkeld: van zelfgemaakte meetapparatuur voor wetenschappelijk onderzoek tot kleine of grote producten die ons dagelijks leven kunnen veranderen. Zo...

  • 24 mei 2024

    Lustrum 410 in beeld

    Lustrum 410 in beeld: Een fotoverslag van het lustrum 2024

  • 21 mei 2024

    Uitslag universitaire verkiezingen 2024

    De stemmen zijn geteld en de uitslag van de universitaire verkiezingen is binnen!