Je leest:

Het spiegelen van onzichtbaar licht

Het spiegelen van onzichtbaar licht

Spiegels zijn niet alleen handig in huis. Ook veel industrieën maken gebruik van spiegels, bijvoorbeeld chipmakers die met licht microchips fabriceren. Om het ultraviolette licht te kunnen reflecteren kun je echter geen huis-tuin-en-keuken-spiegel gebruiken. Natuurkundige Fred Bijkerk maakt spiegels die dat wel kunnen. Hij vertelt over zijn onderzoek.

Fred Bijkerk.
Stichting FOM

“Ik maak spiegels die uit zo’n honderd dunne laagjes bestaan en die een onzichtbaar deel van het lichtspectrum weerkaatsen. Dat zorgt voor spannende toepassingen, van lithografiemachines voor computerchips tot röntgenspectroscopen en ruimtevaarttelescopen.

Slechts een klein deel van het elektromagnetisch spectrum bestaat uit zichtbaar licht, een groot deel onttrekt zich aan onze waarneming. Voor het zichtbare deel zijn er heel veel lenzen en spiegels beschikbaar, maar voor het onzichtbare deel – met bijvoorbeeld korte golflengtes – bestonden ze lange tijd niet, of ze functioneerden maar matig. Toch is dit extreem ultraviolette deel van het spectrum interessant, want hoe korter de golflengte van het licht, hoe scherper het beeld dat je ermee kunt maken. In ons nieuwe lab ontwikkelen wij spiegels die juist dat onzichtbare deel van het lichtspectrum toegankelijk maken.

Fred Bijkerk promoveerde bij de Vrije Universiteit en leidde de groep Nanolayer Surface and Interface Physics bij het toenmalige FOM-Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen. In 2012 zette hij de industriële focusgroep XUV-Optics op bij het MESA+ instituut voor nanotechnologie aan de Universiteit Twente. De groep koppelt fundamenteel onderzoek aan hightech-toepassingen. De financiering komt voor een belangrijk deel van bedrijven.

Een goed werkende spiegel bestaat typisch uit ongeveer honderd zeer dunne laagjes, die elk een fractie weerkaatsen van het extreem ultraviolette lichtspectrum. De machines in ons lab kunnen elk van die lagen tot op het atomaire niveau maken en ontrafelen. Zo slagen we erin de techniek om de spiegels te maken steeds te verbeteren en een stapje verder te brengen. De technici hier vinden dat wij het mooiste lab van Nederland hebben, of misschien wel van Europa.

Er is een grote vraag naar onze spiegels, op dit moment vooral voor toepassing in de fotolithografie. Daarbij kunnen we met behulp van licht steeds kleinere structuren aanbrengen op bijvoorbeeld microchips. We hebben in Nederland en Duitsland industrieën die deze technologie op een zeer geavanceerd niveau toepassen. Fotolithografie met extreem ultraviolet licht opent voor hen een heel nieuw hoofdstuk, waarmee patronen kunnen worden gemaakt tot zelfs op de nanometerschaal.

Met behulp van fotolithografie kunnen de kleine details op microchips worden gemaakt.

Steeds meer toepassingen

Nu we een steeds groter deel van het spectrum ontsluiten komen er ook andere toepassingen in beeld, meer dan we vroeger voor mogelijk hielden. Denk aan röntgenmicroscopen die extreem scherpe beelden opleveren van biologische weefsels. Maar ook aan instrumenten die à la minute analyses kunnen uitvoeren op de gloeiend hete metaalmengsels in de smeltkroezen van de staalindustrie.

We doen lang niet alles wat op de wensenlijst staat van de industrie. We kiezen de krenten uit de pap, de onderwerpen die ook interessant fundamenteel-fysisch onderzoek opleveren: proefschriften waar we trots op kunnen zijn en mooie artikelen in gerenommeerde tijdschriften. Dat levert voor beide partijen iets waardevols op. Wij krijgen de ruimte om fundamentele studies uit te voeren, bijvoorbeeld naar de chemische interacties tussen de lagen in de spiegel. Onze industriële partners krijgen spiegels die licht met een zeer korte golflengte weerkaatsen maar die ook stabiel zijn, dus die het lang goed blijven doen.

Soms krijgen we een telefoontje van ver buiten Europa. Dat is dan een eindgebruiker, een klant van een van onze industriële partners, die een opmerkelijk fenomeen heeft bespeurd in een van onze spiegels. Het is stimulerend om te merken dat grote maakindustrieën gebruikmaken van onze kennis. En wel op een heel essentieel punt, want in de nieuwe fotolithografie geldt: zonder spiegel kun je niets."

Bijkerk vertelt meer over zijn onderzoek.

Dit artikel is een publicatie van Stichting FOM.
© Stichting FOM, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 28 augustus 2015

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.