Cette image illustre à quoi ressemble un gyroïde. Crédit :Zongsong Gan
(Phys.org) - Une équipe de chercheurs de l'Université de technologie de Swinburne en Australie a trouvé un moyen d'utiliser la lithographie à super-résolution à deux faisceaux pour créer des nanostructures photoniques « gyroïdes » 3D, similaires à celles trouvées dans les ailes de papillon. Dans leur article publié dans la revue Avancées scientifiques , l'équipe décrit sa technique et quelques applications auxquelles elle pourrait être appliquée.
Les scientifiques savent depuis un certain temps que les ailes de papillon contiennent des nanostructures « gyroïdes » (disposées en grilles), qui servent les papillons en manipulant la lumière de manière utile. En plus de leurs propriétés photoniques, les ouvrages, qui sont constitués de surfaces courbes entrelacées, se sont également avérés très solides pour leur taille, ce qui a amené les scientifiques à voir s'ils pourraient trouver un moyen de les créer artificiellement. Jusqu'à maintenant, de tels efforts ont laissé beaucoup à désirer - la plupart n'ont pas une résolution assez élevée ou sont trop fragiles. Dans ce nouvel effort, les chercheurs rapportent qu'au lieu de se fier aux méthodes traditionnelles, comme la polymérisation à deux photons, l'équipe a opté pour la lithographie optique à super résolution à deux faisceaux - elle la compare aux techniques d'écriture laser directe, notant qu'elle présente deux avantages majeurs par rapport aux autres techniques utilisées dans le passé. La première est qu'elle offre une bien meilleure résolution et la seconde est que la structure résultante a une plus grande résistance mécanique.
L'approche laser à deux faisceaux fonctionne en utilisant, comme son nom l'indique, deux lasers - l'un des lasers est utilisé pour graver comme cela se fait avec d'autres techniques de gravure. C'est le deuxième laser qui est différent, il est livré sous forme de beignet qui lui permet d'agir comme une sorte de gomme, retenir le premier laser, empêchant la gravure là où elle n'est pas souhaitée. La technique permet de créer des structures gyroïdes en forme de grille qui peuvent ensuite être utilisées pour créer des cellules unitaires. Les lasers combinés permettent de graver à très haute résolution, créer des structures aussi petites que 300 par 90 nm, un facteur dix plus petit que ce qui est pratique avec une approche de gravure à faisceau unique.
La structure d'un gyroïde. Crédit :Zongsong Gan
Les chercheurs notent que les structures qu'ils ont créées étaient en fait meilleures que celles des papillons (elles étaient plus uniformes), ce qui, selon eux, devrait les rendre idéales pour une utilisation dans les technologies photoniques et optiques. Ils pourraient également être utiles dans les dispositifs optoélectroniques car ils peuvent être plus petits que ceux actuellement utilisés, permettant à plus d'entre eux de tenir sur une puce. Et à cause de leur force, les fabricants d'appareils n'auront pas à s'inquiéter de l'effondrement.
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