Het begrip van schakelbare spiegels groeit
In 1995 werd in de groep van Ronald Griessen aan de Vrije Universiteit de schakelbare spiegel ontdekt. Dunne lagen van yttrium (Y) en lanthaan (La) veranderen van spiegelend naar transparant wanneer ze in contact komen met waterstofgas (H). De lagen worden weer spiegelend wanneer het waterstof wordt weggepompt. De optische eigenschappen én de elektrische weerstand veranderen spectaculair gedurende het contact met het waterstofgas. Dit proces staat bekend als een metaal-isolatorovergang.
Op 8 februari promoveert Marcel van Gogh aan de Vrije Universiteit op onderzoek naar de vraag wat er bij die overgang precies gebeurt. Uit zijn onderzoek blijkt dat de wisselwerkingen tussen elektronen een sleutelrol spelen in het elektrisch isolerende karakter van de schakelbare spiegels. Factoren als roosterstructuur, wanorde, kristalliniteit en de exacte positie van de waterstofatomen blijken uit metingen aan schakelbare spiegels van Y-La-H van ondergeschikt belang te zijn.
De schakelbare spiegels hebben ook hun specifieke kleur. Een maat voor die kleur is de optische bandafstand. Die blijkt voor YH3 gelijk aan 2,63 eV; dat is in goede overeenstemming met berekeningen aan de elektronische bandstructuur die recent in Nijmegen en Twente zijn gedaan en die uitkomen op 2,6 eV.
Tijdens het onderzoek is verder ontdekt dat yttrium met een extreem goede kristalliniteit kan worden opgedampt op verhitte CaF2-éénkristallen, wat een scala aan nieuwe interessante experimenten mogelijk maakt. Dit heeft de basis gelegd voor de ontdekking van het 'Manhattan'-effect: het pixel-voor-pixel schakelen van schakelbare spiegels.
Ook ontdekte Van Gogh dat legeringen van magnesium (Mg) en Y via een microscopisch sluitermechanisme schakelen, waardoor de legering omkeerbaar vervalt in twee componenten: zowel Mg- als Y-gebieden schakelen. Dat is van belang omdat MgY-legeringen door hun heel goede optische en schakeleigenschappen voor toepassingen interessant zijn.
Meer informatie: prof.dr. Ronald Griessen.