Márk Géza (1), Vértesy Zofia (1), Kertész Krisztián(1), Bálint Zsolt(2), and Biró László Péter (1)
(1): MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet , H-1525 Budapest, Pf 49.
(2): Magyar Természettudományi Múzeum , H-1088 Budapest, Baross utca 13.
www.nanotechnology.hu
A lepkék szárnyain ámulatba ejtô színeket és mintázatokat
láthatunk. Számos lepke annál ravaszabb trükköket
is csinál a fénnyel, minthogy egyszerûen „megszínezi”:
a látható szín árnyalata és/vagy intenzitása – sőt, akár a visszavert fény polarizációja is – függhet a
megvilágítás, illetve a megfigyelés irányától. Ezek a „fényjátékok” evolúciós elônyt biztosítanak a lepkéknek,
ezért idestova 500 millió éve tökéletesíti ôket a
Természet. Három fô biológiai célra használják fel a
lepkék szárnyszíneiket: optikai jeladásra, rejtôzködésre és a hômérsékletük szabályozására. A lepkeszárnyak
színe kétféle eredetû lehet: egyrészt pigment által okozott szín, másrészt úgynevezett szerkezeti
szín – ez utóbbi színeket a szárnyak mikroszerkezetén
létrejövô fényinterenferencia hozza létre.
A lepkék szárnypikkelyeiben lévő fotonikus nanoszerkezetek – éppen biológiai eredetük miatt – általában kevésbé rendezettek, mint a szilárdtestfizikában megszokott atom-, illetve molekulakristályok. Ebben az előadásban részletesen megvizsgáljuk a hosszútávú-, középtávú- és rövidtávú rend esetét (mindhárom féle előfordul lepkeszárnyon). Kidolgoztunk egy direkt tér beli átlagolási módszert a transzlációs szimmetriával nem rendelkező fotonikus nanoszerkezetek vizsgálatára. Az optikai spektrum a pikkely kis vastagsága és a kitin/levegő kis törésmutató arány miatt jól számítható fenomenologikus első Born közelítésben. Ebben a módszerben a Fourier transzformált, reciprok tér beli képből számítjuk a spektrumot Ewald gömbös technikával. Ezért részletesen megvizsgáltuk [1], a rendezett szerkezettől való különféle típusú eltérések hogyan befolyásolják a reciprok tér beli képet. A számított optikai spektrumok jól egyeznek a mért goniometrikus spektrumokkal.
[1] G. I. Márk et al., Phys. Rev. E 80, 051903 (2009).