Una nova manera de mesurar les propietats de la llum de metamaterials hiperbòlics

Una nova forma de mesurar les propietats de la llum de metamaterials hiperbòlics pot ser manipulant la llum de diverses maneres:

• Reduint la seva longitud d'ona i permetent que viatgi lliurement en una direcció.
• Deixant-la en un altre metamaterial hiperbòlic, que tingui una àmplia aplicació en comunicacions òptiques i com a sensors de nanopartícules.

Però algunes de les propietats òptiques que fan que aquests metamaterials siguin tan atractius els fan frustrantment difícils d'avaluar.

Per exemple, la disparitat entre la longitud d'ona de la llum incident, que viatja per l'aire i la longitud d'ona molt més curta dins d'aquests metamaterials, impedeix que la llum incident penetri molt endins. Aquesta propietat es pot utilitzar per crear un sensor de nanopartícules, però planteja un problema per mesurar quin metamaterial hiperbòlic obté les seves fites de manca de llum, caracteritzades per una propietat elèctrica coneguda com a permisivitat. Si la llum no pot penetrar profundament en un metamaterial hiperbòlic, no es pot avaluar amb precisió la permissivitat.
Actualment, els investigadors del CNST han desenvolupat un nou mètode de mesura que evita aquesta dificultat. Utilitzant un prisma de vidre fora de plataforma, per millorar la interacció de la llum incident amb metamaterials hiperbòlics, un equip liderat per Cheng Zhang del CNST i el NanoCenter de la Universitat de Maryland i Henri Lezec del NIST ha ideat una manera senzilla i molt més precisa de determinar la permisivitat.

El prisma de vidre serveix per dues funcions. La llum que viatja a través del vidre té una longitud d'ona de mida intermitja entre la llum incident i la llum dins d'un metamaterial hiperbòlic. En enviar llum al prisma de vidre abans d'entrar al metamaterial hiperbòlic, els investigadors minimitzen el desajustament en la longitud d'ona, permetent que la llum penetri més endavant en el material. A més, la forma del prisma dirigeix ​​la llum per atacar el metamaterial hiperbòlic en l'angle òptim per provar el material
Atès que la tècnica utilitza un prisma fora de la plataforma i no requereix cap modificació del metamaterial hiperbòlic, es compromet a servir com a mètode fiable i fàcil d'adoptar per caracteritzar una classe àmplia d'estructures de materials altament anisòptiques, les propietats òptiques de les quals depenen l'angle amb què la llum colpeja la superfície. I com Zhang i els seus col·legues fabriquen versions més complexes d'aquests materials, utilitzant capes nanoengineadas de diferents compostos.

Font: Institut Nacional d'Estàndards i Tecnologia