Jak se svítí v nanosvětě?

Světelný zdroj pro mikrosvět vyvinutý a testovaný v americkém institutu NIST pracuje na principu běžných LED nebo polovodičových laserů, má však podobu nanovlákna o průměru 30 až 500 nanometrů (podle požadovaného použití) a délce přibližně 12 mikrometrů. Minimální dosahovaný průměr je padesátkrát menší než u obdobných produktů jiných pracovišť, což znamená významný průlom ve snaze o zmenšování rozměrů. Jde o krystalická vlákna z galiumnitridu, která se pěstují ve vysokém vakuu ukládáním jednotlivých vrstev atomů na křemíkový krystal. Z něj pak vyrůstají vláknité struktury schopné po vybuzení elektrickým proudem či laserem emitovat viditelné nebo ultrafialové světlo - v závislosti na uspořádání vrstev a přimíchání dalších složek.

NIST je zatím jediné pracoviště na světě, které dokáže taková osvětlovací vlákna pěstovat bez použití kovových katalyzátorů. Díky tomu mají její produkty nejen podstatně menší průměr, ale také vyšší světelný výkon a lepší vyzařovací charakteristiky než dosavadní struktury tohoto druhu.

Světlo emitující nanostruktury mají před sebou skvělou budoucnost: předpokládá se například využití v "laboratořích na čipu" schopných rychle identifikovat přítomnost chemických látek nebo biologických substancí, ve skenovacích mikroskopech s podstatně větším zvětšením a rozlišením, než mají ty dnešní, nebo v extrémně přesných nástrojích pro mikrochirurgii. Celá řada aplikací se samozřejmě nabízí i v průmyslu, komunikační technice a počítačích.

Výzkumná laboratoř NIST v akci|foto: NIST

NIST v současnosti testuje celou řadu typů luminiscenčních nanovláken. Vývoj směřuje k jejich přenášení z křemíkových krystalů na jiné substráty (například safír) a k jejich modifikacím pomocí ovlivňování růstu elektrickým polem.