Development of scalable anti-counterfeiting optical metasurfaces with nanoprint

Durch die Verschmelzung unseres Lebens mit IoT-Technologien (Internet der Dinge) stehen wir kurz davor, die hypervernetzten Gemeinschaften zu betreten. Hier ist die Frage nach der Identit?t, wer ich bin, wer sie sind und was die Dinge sind, sicherlich zu einem wichtigen Thema geworden. Die Entstehung der Informationsgesellschaft bringt jedoch eine Menge Probleme im Zusammenhang mit der Daten- und Informationssicherheit mit sich. Um das Sicherheitsniveau zu erh?hen, ist ein neues Konzept der Kryptographie in einer Vielzahl von Bereichen von gro?em Interesse für die internationale Gesellschaft.

Metasurfaces, die 2D-Gegenstücke von Metamaterialien, sind bekanntlich in der Lage, Amplitude und Wellenfront des einfallenden Lichts zu manipulieren. Diese beispiellose Funktion hat strukturelle F?rbung, Hologramme, Polarisationskodierung und so weiter erm?glicht. Forscher haben festgestellt, dass Metasurfaces aufgrund ihrer ultrahohen Aufl?sung (100.000 dpi), ihrer vielf?ltigen Datenspeicherm?glichkeiten und ihrer nahezu dauerhaften Lebensdauer ein bemerkenswertes Potenzial als optisches Sicherheitsger?t besitzen.

In diesem Projekt planen wir die Entwicklung multifunktionaler Metasurfaces, die nicht nur als strukturelle Farbdrucke unter Wei?licht, sondern auch als vollst?ndig polarisierte Hologramme unter einer koh?renten Laserquelle mit einer Kombination aus Ausgangspolarisator/-verz?gerer funktionieren. Diese Eigenschaften k?nnen m?glicherweise die ultimativen optischen Sicherheitstechnologien sein.

Das Projekt zielt darauf ab, eine produktive langfristige Forschungszusammenarbeit zwischen Deutschland, Korea und Japan zu initiieren (Anmerkung: die japanische Gruppe wird durch die Finanzierung des koreanischen Projektpartners teilnehmen). In den vergangenen Jahren hatten die beiden Gruppen aus Korea und Deutschland bereits einige Kontakte und Prof. Rho besuchte die Universit?t Paderborn bereits zwei Mal. Durch die Etablierung einer detaillierten Forschungskooperation wird dieser bisherige Kontakt gest?rkt und sogar noch weiter zu einem multinationalen Kooperationsnetzwerk ausgebaut. Die Arbeiten der beiden Gruppen erg?nzen sich in hohem Ma?e: Das deutsche Team verfügt über umfangreiche Erfahrungen im Design neuartiger holografischer Meta-Oberfl?chenelemente, w?hrend das koreanische Team einen internationalen Ruf bei der Realisierung anspruchsvoller Nanostrukturen für optische Meta-Ger?te genie?t. Hier kann das japanische Team einen weiteren Beitrag zum Projekt leisten, indem es neue 3D-Fertigungsverfahren für Metamaterialien bereitstellt, die die M?glichkeiten des Projekts erheblich erweitern werden.

Beide Teams (Korea und Deutschland) werden an einer Kooperationsvereinbarung zwischen beiden Institutionen im Bereich der Materialwissenschaften arbeiten, die zu einem künftigen Austausch von Doktoranden für Forschung und Studium führen soll. Zu diesem Zweck hat die Universit?t Paderborn bereits zwei internationale Masterstudieng?nge eingerichtet (Materialwissenschaften, Optoelektronik und Photonik).