En forskargrupp från NUST MISIS Laboratory of Superconducting Metamaterials ledd av Alexey Basharin, Universitetslektor och kandidat för tekniska vetenskaper, har utvecklat ett metamaterial-dielektrikum som har unika egenskaper och är lätt att tillverka. Denna enkla åtkomst kommer att tillåta forskare att använda den för att skapa de senaste optiska enheterna. Forskningsresultaten publicerades i Laser &Photonics Recensioner .

Anapole är en icke-emitterande diffusor som är transparent för elektromagnetisk strålning. Under 2017, ett forskarlag från Laboratory of Superconducting Metamaterials och deras kollegor från universitetet på Kreta (Heraklion) fastställde att anapol är en idealisk resonator. När den bestrålas från utsidan, anapol behåller all energi i sig själv, medan de elektromagnetiska svängningarna bleknar mycket långsamt.

Jämfört med metalliska metamaterial, dielektriska metamaterial är mer lovande, eftersom de inte värmer under exponering för elektromagnetisk strålning, vilket minimerar deras energispridning. Varje dielektriskt metamaterial kan till och med användas i det optiska spektrumet för att kontrollera dess resonans.

Forskargruppens arbete visar en lovande ny riktning i utvecklingen av metamaterial. Tidigare, dielektriska metamaterial tillverkades genom tillverkning av komplexa dielektriska (sfäriska eller cylindriska) nanopartiklar eller genom avsättning av olika nanoskikt. Dock, forskargruppen från Laboratory of Superconducting Metamaterials har visat att metamaterial kan tillverkas genom att perforera hål i den tunna filmen av kisel eller andra dielektrika. Ett av de enklaste sätten att göra detta är att använda en FIB-stråle – en fokuserad jonstråle som skapar hål upp till 5 nm stora.

"I den teoretiska delen av experimentet, vi kunde visa att det i det optiska frekvensområdet kommer att vara möjligt att excitera ett speciellt anapoltillstånd som är lovande för den starka lokaliseringen av elektromagnetiska fält, samt sensorer. Dessutom, vi har funnit att dessa metamaterial kan vara transparenta för elektromagnetiska vågor, som i verkliga experiment med kisel borde visa bevis på vår teknik och avsevärt öka transparensen hos kiselplattor, till exempel, för användning i solbatterier, sa Alexey Basharin, chef för projektet.

Forskarna föreslår att detta nya metamaterial kan användas i kiselnanooptik och solceller. Arbetet med den experimentella delen av studien fortsätter för närvarande med RAS och internationella partners.