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    Matriz de hiperlentes nanoimpressas:pavimentando o caminho para imagens práticas de super-resolução

    a) Esta é uma estrutura hiperlente esférica de várias camadas. Filmes finos de metal e dielétricos são depositados em uma forma esférica de substrato. b) Esta é uma imagem de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) da seção transversal de uma hiperlente replicada c &d) Visão inclinada para o molde mestre de quartzo e o substrato replicado e) Imagem de microscopia eletrônica de varredura (SEM) da sub-difração objetos de escala. f) Imagem ótica de campo distante após hiperlentes. O pequeno objeto abaixo do limite de difração é claramente resolvido pelas hiperlentes. Crédito:POSTECH

    O conceito de uma lente perfeita que pode produzir imagens imaculadas e perfeitas tem sido o Santo Graal dos fabricantes de lentes por séculos. Em 1873, um físico e cientista óptico alemão chamado Ernst Abbe descobriu o limite de difração do microscópio. Em outras palavras, ele descobriu que as lentes convencionais são fundamentalmente incapazes de capturar todos os detalhes de qualquer imagem. Desde então, houve inúmeros avanços no campo para produzir imagens que parecem ter uma resolução mais alta do que a permitida pela óptica limitada por difração.

    Em 2000, O professor Sir John B. Pendry, do Imperial College London - o John Pendry que atraiu milhões de fãs de Harry Potter ao redor do mundo com a possibilidade de uma capa de invisibilidade real - sugeriu um método de criação de lentes com um foco teoricamente perfeito. A resolução de qualquer sistema de imagem óptica tem um limite máximo devido à difração, mas a lente teórica perfeita de Pendry seria criada a partir de metamateriais (materiais projetados para ter propriedades não encontradas na natureza) para ir além do limite de difração das lentes convencionais. Superar esse limite de resolução da ótica convencional poderia impulsionar a ciência e a tecnologia da imagem ótica em domínios que antes eram apenas sonhados por trouxas comuns.

    Desde então, cientistas de todo o mundo têm se empenhado em obter imagens de super-resolução que capturem os melhores detalhes contidos em ondas evanescentes que, de outra forma, seriam perdidos com lentes convencionais. Hiperlentes são dispositivos de super-resolução que transformam ondas evanescentes espalhadas em ondas de propagação para projetar a imagem no campo distante. Experimentos recentes que enfocam uma única hiperlente feita de um metamaterial anisotrópico com uma dispersão hiperbólica demonstraram imagens de sub-difração de campo distante em tempo real. Contudo, tais dispositivos são limitados por uma área de observação extremamente pequena que, conseqüentemente, requer um posicionamento preciso do assunto. Uma matriz de hiperlentes foi considerada uma solução, mas a fabricação de tal matriz seria extremamente difícil e proibitivamente cara com as tecnologias de nanofabricação existentes.

    A pesquisa conduzida pela equipe do Professor Junsuk Rho do Departamento de Engenharia Mecânica e do Departamento de Engenharia Química da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang em colaboração com a equipe de pesquisa da Universidade da Coreia fez grandes contribuições para superar esse obstáculo, demonstrando um processo de fabricação escalonável e confiável de um dispositivo de hiperlente em grande escala com base em técnicas de transferência direta de padrões. Esta conquista foi publicada no mundialmente conhecido Relatórios Científicos .

    A equipe resolveu as principais limitações dos métodos de fabricação anteriores de dispositivos de hiperlente por meio de litografia de nanoimpressão. Com base em um processo simples de transferência de padrões, a equipe foi capaz de fabricar prontamente um dispositivo de hiperlente em grande escala perfeito em uma matriz hexagonal replicada de substrato de hemisfério impresso diretamente e transferido por padrão do molde mestre, seguida pela deposição multicamada metal-dielétrica por evaporação por feixe de elétrons. Este arranjo de hiperlentes de 5 cm x 5 cm demonstrou resolver características de sub-difração até 160 nm sob uma luz visível de comprimento de onda de 410 nm.

    O professor Rho antecipa que o novo método de fabricação de baixo custo da equipe de pesquisa pode ser usado para proliferar dispositivos de imagem de super-resolução de campo distante e em tempo real que podem ser amplamente usados ​​em óptica, biologia, Ciência médica, nanotecnologia, e outros campos interdisciplinares relacionados.

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