Com a ajuda da microscopia eletrônica, cientistas rastrearam defeitos na superfície de cristais fotônicos bidimensionais. Mas existem dificuldades com cristais fotônicos em massa. Não há como os cientistas pesquisarem o interior desses cristais incomuns. Por isso, os cientistas já há algum tempo buscam um método para medir melhor esses cristais.

Ilya Besedin, um engenheiro do Laboratório NUST MISIS de Metamateriais Supercondutores, juntamente com um grupo de cientistas da Alemanha, Os Países Baixos, e a Rússia demonstrou que existe um método de análise não destrutiva da estrutura interna da substância, que não pode ser visto com o uso de raios-X convencionais. O novo sistema ajudará a criar microprocessadores para computadores ópticos. O trabalho foi publicado em Pequena .

O grupo de pesquisa, liderado pelo Professor Ivan Vartanyants do MEPhI, aplicou o método recentemente desenvolvido de pticografia a cristais fotônicos. A essência do método é que a substância é iluminada por radiação de raios X de uma onda exatamente definida. As fontes de tal radiação são chamadas de síncrotrons, e os experimentos foram conduzidos no DESY na Alemanha.

"Com os raios X convencionais, você pode escanear estruturas macroscópicas ou muito ordenadas. Em nosso caso, para estruturas de esferas de poliestireno de tamanho quase mícron, a precisão da imagem será ainda pior do que na fluoroscopia. Pelo menos, não será possível discernir um único objeto [menor] do que um mícron, "disse Ilya Besedin.

Graças a um raio-X de alta qualidade, Ilya Besedin e seus colegas conseguiram observar as estruturas dos cristais ordenados em uma escala de dezenas e centenas de nanômetros. Mais importante, cientistas conseguiram identificar defeitos internos de estruturas mesoscópicas.

Como Ilya Besedin explicou, se o cristal é perfeito, o feixe pode passar ou ser refletido. Contudo, por causa de defeitos, o feixe pode desviar de uma linha reta. "Ao saber informações sobre defeitos de embalagem, podemos entender a lógica pela qual o feixe muda de direção. Isso significa que podemos tentar coletar designs lógicos baseados em cristais fotônicos. Outra coisa é que não conseguimos controlar a formação desses defeitos, só podemos tentar reduzir [os defeitos] no nível macro, "explicou Besedin.

"Um cristal fotônico é como um guia de ondas para a luz, só que melhor. O guia de ondas é quase impossível de dobrar, e é impossível criar microchips fotônicos em guias de onda. Um cristal fotônico é mais adequado para a criação de microchips ópticos integrais, onde a luz pode se espalhar onde os desenvolvedores precisam, "observou Ilya Besedin. É por isso que o principal valor deste trabalho está na análise da estrutura interna dos cristais fotônicos com o auxílio da pticografia.

"Nós mostramos isso agora, com a ajuda de raios-X, podemos observar defeitos em estruturas mesoscópicas periódicas. A próxima etapa da especificação é expor essas estruturas à radiação com um laser de raios-X. Isso pode dar uma imagem mais precisa da estrutura interna, mas também existem algumas dificuldades. O feixe de laser é, por definição, mais poderoso do que apenas um síncrotron de saída. Ao aumentar o poder, a probabilidade de destruir a estrutura investigada aumenta significativamente, o que não é [bom]. A pticografia também permite aos pesquisadores estudar a estrutura interna de um cristal sem destruí-lo. É por isso que tal método definitivamente encontrará sua aplicação, "Besedin concluiu.