Uutta metamateriaalia

US Naval Research Laboratoryn (NRL) johdolla toiminut kansainvälinen tutkijaryhmä on kaivanut kuusikulmaisesta boorinitridistä (HBN) esiin uudenlaisia metamateriaalisia ominaisuuksia.

Sellaiset mahdollistavat uudenlaisia ​​nanoluokan optisia laitteita käytettäväksi optisessa viestinnässä, super-resoluutioisessa kuvantamisessa sekä tehostavat nykyisiä lämpökameroita ja -ilmaisimia.

Kuvassa näkyviä kartiomaisien boorinitridisien (HBN) nanoantenninen ryhmittelyä käytettiin rajoittamaan hyperbolisia polaritoneja kaikissa kolmessa ulottuvuudessa.

Antenniryhmät tuottivat erittäin suuntaavia ja pienihäviöisiä hyperbolisia polaritoneja jotka rajoittuvat antennien tilavuuteen. Tulokset ovat ensimmäinen kokeilu luonnon hyperbolisista materiaaleista rakenneaineina nanofotoniikan laitteille keski-infrapunasta terahertsien spektrialueelle.

Hyperboliset metamateriaalit ovat perusta monille mahdollisille sovelluksille, kuten hyperlinsseille, joita käytetään nanomittakaavaisten esineiden kuvantamiseen.

Kaikissa kolmessa ulottuvuudessa aaltoja rajoittaville ominaisuuksille voi olla käyttöä myös nanomittakaavan optiselle kuidulle, johtuen suuresta sub-diffractional muotojen määrän rajautumisesta HBNn sisällä.

Optiset hilavärähtelyt, joka voi virittyä infrapunavalolla, voidaan käyttää myös rajamaan valoa mittoihin, jotka ovat paljon pienempiä kuin valon aallonpituus, samalla säilyttäen ennätyksellisen korkea hyötysuhde.

Nämä pinnan fononien polaritonit ovat analogisia elektronien värähtelyille metalleissa tai seostetuissa puolijohteissa eli plasmoneille, mutta tarjoavat pienet häviöt ja toiminnan infrapunasta terahertsien spektrialueille.

Van der Waels -kiteisen oloisen HBNn osoitettiin olevan kaksi kertaluokkaa tehokkaampi kuin mikään tähän mennessä osoitettu hyperbolinen metamateriaali, toteavat tutkijat tutkimuslaitoksensa tiedotteessa.