Met een publicatie in Nature (5 augustus) toonde een groep onderzoekers onder leiding van prof. dr. Willem Vos (39) deze maand aan dat het uitzenden van licht beheersbaar is in een fotonisch kristal.
Kun je kort uitleggen waarom de publicatie zo belangrijk is?
`In ons vakgebied, Complex Photonic Systems, heeft de Amerikaan Eli Yablonovitch zeventien jaar geleden een fundamentele voorspelling gedaan. Eerst geloofde eigenlijk niemand hem. Hij beweerde dat het uitzenden van licht te beheersen is door de lichtbron in een speciale 3D-structuur te stoppen. Hij toonde de werking van de structuur aan in 1991 voor radiogolven. Vele onderzoekers zijn nu op zoek om zo'n fenomeen aan te tonen voor lichtgolven.'
En nu hebben jullie dus de wereldprimeur. Is er een moment waarvan je kunt zeggen: nu hebben we een echte doorbraak?
`Onderzoek als dit is een langdurig traject met tal van grote en kleine doorbraken. Een eerdere doorbraak - dan praat ik over een jaar of zes geleden - was dat we regelmatige luchtbol-kristallen konden vervaardigen in een vaste structuur van enkele honderden nanometers.
De meest recente doorbraak vond vorig jaar zomer plaats. Het was toen echt snikheet. Peter Lodahl en Arie Irman stormden mijn kamer binnen en zeiden dat ik alles moest laten vallen. Ze hadden een grafiek (zoals grafiek 2 in de uiteindelijke Nature-publicatie). Daar was uit af te lezen dat de tijd waarin een lichtbron terugvalt onder uitzending van een foton, ofwel een lichtdeeltje, in een kristal duidelijk langer duurde dan de normale tijdsduur die daar voor staat.'
Was er toen nog veel werk aan de winkel?
`Ik dacht meteen van ... waauw! ....dat is me wat. In een half jaar tijd hebben we deze ruwe diamant aan alle kanten geslepen. Theoretisch en experimenteel moesten we zeker weten dat we inderdaad maten wat we dachten. Waren het geen valkuilen of artefacten? Toen we alle denkbare andere verklaringen hadden weerlegd, konden we het verhaal aan Nature aanbieden.'
Een half jaar is best snel ...
`Ja, maar je weet ook dat de concurrentie wereldwijd hiermee bezig is. In de loop der jaren zijn diverse claims gepasseerd van groepen die het verband ook dachten aan te tonen. Telkens bleken andere logische verklaringen voor de waarnemingen aanwezig.
`Het gaat hier wel om een van de basisvoorspellingen uit ons vakgebied ... dus dat is niet niks. Op een gegeven moment wil je met het nieuws naar buiten. Ik kan je zeggen dat elke dag uitstel dan een eeuwigheid lijkt te duren.'
Onderzoek is een teamprestatie. In het Nature-artikel worden zeven mensen genoemd.
`In feite is de hele COPS-groep van Ad Lagendijk en mij met facetten van dit onderzoek bezig. Op een gegeven moment moet alles in elkaar grijpen. Zo was de samenwerking met Floris van Driel en Daniël Vanmaekelbergh van het Debye-instituut uit Utrecht erg belangrijk. Zij hebben de lichtbronnen, ofwel quantumdots, gemaakt. Dit zijn heel kleine halfgeleider nano-deeltjes die we in het fotonisch kristal brengen. De deeltjes zenden licht uit met de gewenste eigenschappen.
`De quantumdots moeten wel in het kristal zitten. Floris heeft dan ook lange tijd met Karin Overgaag en Ivan Nikolaev bij ons gewerkt. Zo bleek het oplosmiddel waarin de quantumdots zaten niet compatibel met ons kristal. Daar moest een oplossing voor komen. Ook hebben we heel wat werkbesprekingen gevoerd in de stationsrestauratie van Apeldoorn, precies halverwege.'
Is het voor dit onderzoek voordelig geweest dat de COPS-groep is overgestapt van Amsterdam naar Twente?
`Daar kan ik alleen maar als wetenschapper op antwoorden....We zullen het nooit weten want zo'n experiment is niet herhaalbaar. We kunnen niet alles vergeten en elders opnieuw beginnen en kijken hoe het dan was gegaan. Voor ons onderzoek is de beschikbaarheid van de cleanroom van Mesa+ belangrijk, zoals voor het vervaardigen van nieuwe en betere fotonische kristallen.
`Twee van de auteurs van het Nature-artikel, Karin en Arie, hebben aan dit onderzoek gewerkt in het kader van hun afstuderen. Het is voor de UT natuurlijk geweldig dat jonge onderzoekers kunnen meedraaien in zo'n bijzonder project.'
.aut Egbert van Hattem
.pic vos.jpg Willem Vos:….geweldig dat jonge onderzoekers kunnen meedraaien in dit project…
