フォトニッククリスタルとは何ですか？

fhotonicバンドギャップ材料としても知られるフォトニック結晶は、特定の電子エネルギーバンドを選択的に許可するコンピューターチップ上の半導体とほぼ同じ方法で、光の波長を選択的に導くことができる周期的なナノ構造です。「バンドギャップ」という用語は、単に輝く光のスペクトルバンドのギャップを指すだけです。たとえば、虹にはバンドのギャップがありません。これは、水が透明であり、特定の周波数を吸収しないためです。フォトニッククリスタルを通過する虹は、結晶内の特定のナノ構造に応じて選択的な隙間を持ちます。それらの1つは宝石オパールです。その虹のような虹色は、内部の周期的なナノ構造によって引き起こされます。ナノ構造の周期性は、どの光の波長が許可され、どれがそうでないかを決定します。構造の周期は、許可される光の波長の半分でなければなりません。許可された波長は「モード」として知られていますが、禁止された波長はフォトニックバンドのギャップです。オパールは完全なバンドギャップがないため、真のフォトニッククリスタルではありませんが、この記事の目的に十分なほど密接に近似します。モルフォ。これらは美しい青色の虹色の翼を生じさせます。fhotonic結晶は、1887年に有名なイギリスの科学者ロリーLordによって最初に研究されました。ブラッグミラー自体は2次元の表面ですが、1つの次元でバンドギャップ効果のみを生成します。これらは、反射帯がフォトニックバンドギャップに対応する反射コーティングを生成するために使用されています。100年後の1987年、エリ・ヤブロノビッチとサジーフ・ジョンは、2次元または3次元のフォトニック結晶の可能性を示唆し、一度にいくつかの異なる方向にバンドギャップを生成します。このような材料は、LED、光繊維、ナノスコピックレーザー、ウルトラウイト色素、無線アンテナと反射装置、さらには光学コンピューターなど、光学系と電子機器に多数の用途があることがすぐにわかりました。フォトニック結晶の研究は進行中です。期間ナノ構造を使用した結晶の合成は、フォトリソグラフィなどの現在の製造技術では非常に困難です。3Dフォトニック結晶は設計されていますが、非常に限られたスケールでのみ製造されています。おそらく、ボトムアップの製造、または分子ナノテクノロジーの出現により、これらの結晶の大量生産が可能になります。