Gemme di rara bellezza possono oggi essere prodotte da un semplice pezzo di silicio utilizzando la tecnologia sviluppata per le telecomunicazioni.
Le gemme artificiali sono esempi di cristalli fotonici, nanostrutture molto regolari che riflettono la luce di differenti lunghezze d’onda a differenti angoli. Quali lunghezze d’onda, cioè quali colori, siano riflessi e in quali direzioni si propaghino i raggi riflessi dipende dalla struttura del cristallo.
Questa proprietà viene sfruttata nelle telecomunicazioni per separare i segnali trasportati da radiazione a diverse lunghezze d’onda all’interno della stessa fibra ottica. Questa stessa proprietà è all’origine del fatto che il cristallo sembra cambiare colore a seconda della prospettiva dell’osservatore.
È stato proprio lo scintillio della luce dell’opale, un cristallo fotonico naturale, a fornire l’ispirazione a Tom Mossberg della Lightsmyths Technologies di Eugene in Oregon (USA), che ha così deciso di usare i cristalli fotonici per produrre delle gemme.
Mossberg ha usato la fotolitografia per intagliare nel silicio delle incisioni circolari, esagonali e triangolari delle dimensioni comprese tra 3 e 20 millimetri. Nelle fibre ottiche basta un cristallo con un’unica struttura regolare per eseguire il compito, mentre Mossberg ha intagliato circa 200 diverse strutture in ogni gemma. Ogni struttura riflette la luce di una diversa lunghezza d’onda in una diversa direzione, e così si producono gemme che riflettono una fantasia di colori in tutte le direzioni. “È un po’ sorprendente che dalla fotonica hi-tech si possa arrivare a produrre oggetti così belli,” dice.
I diamanti tagliati producono degli effetti simili, ma i cristalli fotonici possono essere prodotti in grandi quantità e a poco prezzo. Mossberg spera inoltre di riuscire a usare quarzi o zaffiri al posto dei costosi wafer di silicio.