وستكون المنصة، التي تتكون من السيليكون وثاني أكسيد السيليكون والمعادن، قادرة على تحسين دقة المجاهر وستسمح بتصوير كل من العمليات داخل الخلايا والترانزستور الواحد أثناء الإنتاج. "لقد تم بالفعل تحقيق تركيز الضوء على مثل هذه الأبعاد في الماضي باستخدام الضوء المرئي، ولكن فقط بمساعدة الأنماط المعقدة مثل الهوائيات النانوية.
طور الباحثون في التخنيون تقنية لضغط موجات الضوء بطريقة تجعل من الممكن تركيز الضوء في شعاع بأبعاد نانومترية. التصوير الطبي والبيولوجي، والطباعة الحجرية النانوية (طباعة مكونات إلكترونية صغيرة) وتطبيقات "مختبر على شريحة" - هذه بعض المجالات التطبيقية التي يعتمد تطويرها على التركيز الدقيق للضوء. المشكلة هي أن تركيز الضوء إلى نقاط صغيرة، يبلغ حجمها عشرات النانومترات، مقيد بـ "حد الحيود" - وهو المصطلح الذي صاغه الفيزيائي الألماني إرنست كارل آبي. اكتشف آبي أن تركيز الضوء (في شعاع الضوء) ودقة المجهر يقتصران على نصف الطول الموجي للضوء.
ويترتب على تعريف "حد الحيود" أنه كلما قللنا الطول الموجي، زادت الدقة التي نحصل عليها. والآن، طورت مجموعة من الباحثين بقيادة البروفيسور غاي بارتل من كلية الهندسة الكهربائية في التخنيون منصة جديدة "تضغط الموجة" وتقصرها إلى ربع طولها دون تغيير ترددها ("اللون" ). بمعنى آخر، تمكن البروفيسور بارتيل وزملاؤه من "دفع" حد الحيود (الحيود) عن طريق تقصير الطول الموجي.
وستكون المنصة، التي تتكون من السيليكون وثاني أكسيد السيليكون والمعادن، قادرة على تحسين دقة المجاهر وستسمح بتصوير كل من العمليات داخل الخلايا والترانزستور الواحد أثناء الإنتاج. يوضح البروفيسور بارتيل: "لقد تم بالفعل تحقيق تركيز الضوء على مثل هذه الأبعاد في الماضي باستخدام الضوء المرئي، ولكن فقط بمساعدة الأنماط المعقدة مثل الهوائيات النانوية". "الآن، مع منصتنا، سيكون من الممكن الترويج للتطبيقات في مجال التصوير الطبي وإنتاج المكونات الإلكترونية."
"من خلال حل يتوافق مع الاحتياجات التكنولوجية الجديدة، ومع الحفاظ على بساطة ومرونة الأنظمة المحدودة الحيود، فإننا نمهد الطريق لتطوير أداة مجهرية بسيطة وسهلة التصنيع مناسبة لاحتياجات "صناعة أشباه الموصلات"، أوضح الدكتور بيرجين جيوناي، أحد كبار الباحثين في مختبر البروفيسور بارتيل آشر، أنه طور طريقة للتحكم الديناميكي في موضع شعاع الضوء النانومتري.
أحد الإنجازات في مجال الدقة الفائقة فاز بمطوريه بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2014. قام الأساتذة إريك بيتزيج وويليام مورنر وستيفان هيل بتطوير "التنظير النانوي" - الفحص المجهري الفلوري عالي الدقة. قادت هذه الخطوة المجهر الضوئي إلى عصر النانومتر، واليوم أصبح من الممكن رؤية الأنشطة البيولوجية على المستوى الجزيئي، عن طريق "تجاوز" حد الحيود. يقول البروفيسور بارتيل: "المشكلة هي أن الأجهزة الحالية التي تحقق نفس التقدم النظري لا تزال ضخمة وبطيئة ومكلفة ومستهلكة للطاقة". "هدفي هو تعزيز تحقيق تلك الاكتشافات بأجهزة أكثر كفاءة. تقدم المقالة الحالية وصفًا للنظام، والخطوة التالية هي إثبات الجدوى."
يتعامل البروفيسور بارتيل مع البصريات النانوية ويدرس كيفية تقدم الضوء والأمواج في الهياكل التي يكون حجمها أصغر من الطول الموجي. وهذا يتطلب نوعًا جديدًا من المواد المُصممة هندسيًا والتي تتضمن معادن وعوازل. وهو يدرس الظواهر الموجية الخاصة وتطبيقاتها في مثل هذه المواد، والتي تجعل من الممكن توصيل الموجات والتعامل معها بطريقة غير ممكنة في المواد الطبيعية. يقدم هذا المجال - البلازمونيات والمواد الخارقة - نهجًا مبتكرًا لتوجيه الموجات في أبعاد أصغر من الطول الموجي، مع التغلب على حد الحيود. البحث تجريبي ونظري، ويتضمن مرافق الإلكترونيات الدقيقة والإلكترونيات النانوية لصنع النماذج (التصنيع)، وليزر نابض ومجهر قريب المدى للتوصيف والنظرية واحتياجات المحاكاة.
تم تمويل البحث جزئيًا من قبل KLA-Tencor والمؤسسة الوطنية للعلوم (ISF) وسيتم تقديمه في مؤتمر Nano Israel 2016، الذي سيعقد هذا الأسبوع في جامعة تل أبيب.
البروفيسور جاي بارتيل. تصوير: المتحدثون باسم التخنيون
تعليقات 9
شكرا نسيم.
יוסי
نعم - إذا كان معامل الانكسار 4، فإن السرعة والطول الموجي أصغر بأربع مرات.
علاوة على ذلك، يدرس البروفيسور على ما يبدو الهياكل الكمومية أحادية البعد. أي أنه في اتجاه نمو البلورة الأبعاد الكمومية، في اتجاهات أخرى ليس بالضرورة. إن نمو الطبقات البلورية يشبه نشر طبقات من الشوكولاتة والمربى والزبدة بين شطرين. أي أن المادة لها أنماط امتصاص لحفرة مستطيلة من الطاقة، بسبب فجوات الطاقة في نطاق توصيل الإلكترون ونطاق التكافؤ. وهذا يعني أنه من الممكن أن يُحتجز الضوء عند ترددات معينة. إذا كان الهيكل دوريًا، فبعيدًا عن الحفر، يتم تشكيل شبكة على ما يبدو ومن ثم يتم تشكيل نطاق تكافؤ جديد ونطاق توصيل جديد - ويعتبر اضمحلال الإلكترونات المثارة من بين نطاقات الوجود النشطة المحتملة. مادة هندسية جديدة، كل هذا أؤكد عليه هو تخمين تخميني بالنسبة لي وأحتاج إلى قراءة المادة الأصلية قليلاً - يبدو الأمر مثيرًا للاهتمام - لا تزال المقالة غنية بالمعلومات، وتحتاج إلى القراءة لرؤية الآلية المبتكرة.
معجزات.
معامل الانكسار الأكبر من واحد يعني سرعة انتشار c/N أبطأ. إذا فهمت ما شرحته ليهودا: يبدو أن الطول الموجي قد تم تقصيره N مرات: إذا كان زمن الدورة هو T فإن الطول الموجي هو الطريقة cT/N. هل هذا هو التفسير؟ بلطف، مثل يهوذا.
يهودا
يمكن أن يكون معامل انكسار الزجاج 3، وهناك مواد ذات معامل انكسار قريب من 40.
كيفية التحرك بطول موجي أصغر من سرعة الضوء في المادة. سؤال نيتا يثير اهتمامي أيضًا. يتفاعل الضوء مع المادة، لكني لم أسمع أن المادة تعمل على تسريع الضوء. سمعت أنه كان يتباطأ.
يهودا: بالفعل. إذا كان الضوء لا يتحرك في الفراغ، فلا يوجد قانون يلزمه بالتحرك "بسرعة الضوء" (قانون سنيل الشهير يرجع إلى اختلاف سرعات الضوء في الأوساط المختلفة).
يعد كسر حد الحيود إنجازًا كبيرًا يكسر الأعراف. وماذا عن *شرح* الفكرة النظرية أو التكنولوجية؟
وجاء في المقال: "طوّر البروفيسور غي بارتل من كلية الهندسة الكهربائية في التخنيون منصة جديدة "تضغط الموجة" وتقصرها إلى ربع طولها دون تغيير ترددها ("اللون"). بمعنى آخر، تمكن البروفيسور بارتيل وزملاؤه من "دفع" حد الحيود (الحيود) عن طريق تقصير الطول الموجي. نهاية الاقتباس.
فإذا تم اختصار الطول الموجي إلى الربع دون تغيير التردد، فهل يترتب على ذلك أنهم نجحوا في تقليل سرعة الضوء إلى 75,000 ألف كيلومتر في الثانية؟
يرجى الرد بلطف
يهودا