Metalenses, superfici piatte che utilizzano nanostrutture per focalizzare la luce, sono pronte a rivoluzionare tutto, dalla microscopia alle fotocamere, sensori, e mostra. Ma così lontano, la maggior parte delle lenti aveva le dimensioni di un pezzo di glitter. Sebbene gli obiettivi di queste dimensioni funzionino bene per alcune applicazioni, è necessaria una lente più grande per condizioni di scarsa illuminazione, come un sistema di imaging a bordo dei satelliti orbitali, e applicazioni VR, dove la lente deve essere più grande di una pupilla.

Ora, ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) hanno sviluppato un metalli su scala centimetrica nello spettro visibile che possono essere prodotti utilizzando metodi di fabbricazione di chip convenzionali.

La ricerca è stata pubblicata su Nano lettere .

"Questa ricerca apre la strada alle cosiddette fotocamere a livello di wafer per telefoni cellulari, dove il chip CMOS e i metalense possono essere impilati direttamente uno sopra l'altro con un facile allineamento ottico perché sono entrambi piatti, " disse Federico Capasso, il Robert L. Wallace Professor of Applied Physics e Vinton Hayes Senior Research Fellow in Electrical Engineering presso SEAS e autore senior del documento. "Nel futuro, la stessa azienda può realizzare sia il chip che le lenti perché entrambi possono essere realizzati utilizzando la stessa tecnologia:la litografia."

"In precedenza, non siamo stati in grado di ottenere la produzione di massa di metalli a scala centimetrica a lunghezze d'onda visibili perché stavamo usando la litografia a fascio di elettroni, che richiede troppo tempo, o una tecnica chiamata litografia stepper i-line, che non ha una risoluzione sufficiente per modellare le strutture di dimensioni inferiori alla lunghezza d'onda richieste, " ha detto Joon-Suh Park, un dottorato di ricerca candidato al SEAS e primo autore del paper.

Per produrre in serie un metallo in scala di un centimetro, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata litografia di proiezione a ultravioletti profondi (DUV), che è comunemente usato per modellare linee e forme molto sottili nei chip di silicio in qualsiasi cosa, dai computer ai telefoni cellulari. La tecnica può produrre molti metalli per chip, ciascuno composto da milioni di elementi su scala nanometrica con un singolo scatto di esposizione, come fare una fotografia.

I ricercatori hanno eliminato i lunghi processi di deposizione necessari per i precedenti metalli incidendo il modello della nanostruttura direttamente su una superficie di vetro.

È il primo prodotto in serie, tutto vetro, metalli su scala centimetrica nello spettro visibile.

Sebbene questo obiettivo sia cromatico, il che significa che tutti i diversi colori della luce non si concentrano nello stesso punto, i ricercatori stanno lavorando su metalli acromatici di grande diametro.