I en ny publikation från Opto-elektroniska framsteg , forskare under ledning av professor Andrei V. Lavrinenko och Dr. Pavel N. Melentiev från DTU Fotonik-Department of Photonics Engineering, Danmarks Tekniska Universitet, Lyngby, Danmark och Nanoplasmonics and Nanophotonics Group, Institutet för spektroskopi RAS, Moskva, Ryssland diskuterar fotoluminescenskontroll av hyperboliska metamaterial och metasytor.

Fotoluminescens, emission av ljus från material, inklusive fluorescens, spelar en stor roll i en mängd olika tillämpningar från biomedicinsk avkänning och bildbehandling till optoelektronik. Därför, förbättringen och kontrollen av fotoluminescens har en enorm inverkan både på grundläggande vetenskaplig forskning och tidigare nämnda tillämpningar. Bland olika nanofotoniska scheman och nanostrukturer för att förbättra fotoluminescensen, författarna till denna artikel fokuserade på en viss typ av nanostrukturer, hyperboliska metamaterial (HMM) och metasytor. HMM är mycket anisotropa metamaterial, som producerar intensiva lokala elektriska fält, leder till förbättrad ljus-materia-interaktion och kontroll av utsläppsdirektiviteten. De viktigaste byggstenarna i HMM är metall- och dielektriska skikt och/eller diken och nanotrådsstrukturer av metall, som kan tillverkas av ädelmetaller, transparenta ledande oxider, och eldfasta metaller som plasmoniska element. Det som är väldigt viktigt, genom deras struktur av HMM, är icke-resonanta konstruktioner som ger fotoluminescensförbättring i breda våglängdsområden. Hyperboliska metasytor är tvådimensionella varianter av HMM.

I denna recension, författarna diskuterar nuvarande framsteg inom fotoluminescenskontroll med olika typer av HMM och metasytor. Eftersom förluster är oundvikliga inom den optiska domänen, aktiva HMMs med förstärkningsmedia för kompensation av de absorberande förlusterna hos strukturerna diskuteras också. Sådana HMM ökar fotoluminescens från färgämnesmolekyler, kvantprickar, kvävevakanscentra i diamanter, perovskiter och övergångsmetalldikalkogenider för optiska våglängder från UV till nära-infrarött (λ =290–1000 nm). Genom kombinationen av ingående material och strukturella parametrar, en HMM kan utformas för att kontrollera fotoluminescens när det gäller förbättring, utsläppsdirektiv, och statistik (enkelfoton emission, klassiskt ljus, lasring) vid vilket önskat våglängdsområde som helst inom de synliga och nära-infraröda våglängdsområdena. HMM-baserade system kan fungera som en robust plattform för många applikationer, från ljuskällor till bioavbildning och avkänning.