Oddział Warszawski
Polskiego Towarzystwa Fizycznego
Instytut
Fizyki Doświadczalnej UW
Dariusz Wasik
Kryształy
fotoniczne – półprzewodniki światła
(30 listopada 2002)
W roku 1987 dwaj amerykańscy fizycy Eli Yablonovitch oraz
Sajeev John przedstawili niezależnie ideę wytworzenia struktur, które nazwali
kryształami fotonicznymi. Struktury te są 3-wymiarowymi sztucznie
uzyskanymi
materiałami w których periodycznie zmieniają się własności optyczne
(współczynnik załamania). Dla pewnych symetrii materiały takie wykazują
istnienie tzw. fotonicznej przerwy wzbronionej, tzn. że fotony o energiach z
pewnego zakresu (przerwy energetycznej) nie mogą się w nich rozchodzić
niezależnie od kierunku propagacji. Rozmiary komórki elementarnej, a więc
cegiełki z której zbudowane są kryształy fotoniczne są porównywalne z długością
fali z zakresu przerwy wzbronionej. Obecnie wytwarzane są struktury fotoniczne
zbudowane z cegiełek o rozmiarach odpowiadającym długości fal
elektromagnetycznych z zakresu widzialnego (400 – 700 nm). Budowa materiałów
fotonicznych (periodyczna zmiana własności optycznych) oraz istnienie
fotonicznej przerwy wzbronionej są analogiczne do budowy oraz elektronowej
przerwy wzbronionej w kryształach półprzewodnikowych. Okazuje się ponadto, że
podobnie jak dla półprzewodników w kryształach fotonicznych można w sposób
kontrolowany wprowadzać określony rodzaj defektów, przez co zmieniać ich
własności. Dzięki temu struktury fotoniczne mogą znaleźć szerokie zastosowania.
Obecnie w oparciu o te materiały produkowane są np. światłowody oraz
mikrorezonatory. Okazuje się iż Natura potrafi również sama wytwarzać struktury
fotoniczne.
Plan wykładu:
1. Co to są kryształy fotoniczne?
2. W jaki sposób je wytwarzamy?
3. Własności kryształów fotonicznych i ich
porównanie z własnościami pólprzewodników.
4. Po co wytwarzamy kryształy fotoniczne?
5. Czy układy optyczne zbudowane w oparciu o
kryształy fotoniczne mogą zastąpić współczesne
elektroniczne układy scalone?
Zapraszamy na kolejne wykłady PTF!
Informacja: Dr Andrzej
Wysmołek, tel. 5532166, e-mail:
wysmolek@fuw.edu.pl
oraz http://www.fuw.edu.pl/