a, Illustration av den orthorhombiska gitterstrukturen för skiktad α-MoO3 (röda sfärer, syreatomer). Den ortorhombiska strukturen är baserad på två lager av förvrängda MoO6 -oktaheder staplade längs [010] -riktningen via vdW -interaktioner. De tre möjliga positionerna för syreatomer betecknas O1–3, och enhetscellen visas streckad. b, Schematisk över enhetscellen för a-MoO3; gitterkonstanterna är a =0,396 nm, b =1,385 nm och c =0,369 nm. Blå sfärer, molybdenatomer. c, Optisk bild av α-MoO3-flingor. A-MoO3-kristallerna tycks typiskt vara rektangulära på grund av den anisotropa kristallstrukturen. Märkta pilar indikerar kristallriktningar. Skala, 20 µm. d, Ramanspektrum taget i området markerat med en röd streckad cirkel i c. Röda frekvensetiketter indikerar Raman-topparna som är associerade med gittervibrationerna som producerar RB för α-MoO3. Kredit:(c) Natur (2018). DOI:10.1038/s41586-018-0618-9
Ett internationellt team av forskare har upptäckt ett naturmaterial som uppvisar hyperbolicitet i planet. I deras tidning publicerad i tidningen Natur , gruppen beskriver deras arbete med molybden -trioxid och vad de hittade. Thomas Folland och Joshua Caldwell med Vanderbilt University erbjuder en nyhet och synpunkter om arbetet som gjorts av teamet i samma journalnummer.
Som Folland och Caldwell noterar, hyperboliska material är de som är extremt reflekterande för ljus längs en axel och har normal reflektans längs en annan axel. I de flesta sådana material, de två axlarna är inte på samma plan. Men som Folland och Caldwell vidare noterar, ett material i vilket de befinner sig i samma plan skulle vara värdefullt eftersom det kan fungera som en mycket tunn vågplatta - material som förändrar polariseringen av ljuset som träffar det. De påpekar att en sådan vågplatta kan tillåta forskare att manipulera våglängder i mycket liten skala. I denna nya insats, forskarna rapporterar upptäckten av just ett sådant material - ett naturligt material som kallas molybdentrioxid.
Folland och Caldwell påpekar att det fanns en tid i det inte alltför avlägsna förflutna då man trodde att hyperbolicitet bara fanns i konstgjorda material. Men för bara fyra år sedan det observerades i hexagonal bornitrid. Det fastställdes också att sådana materials reflekterande beteende uppstod på grund av vibrationer i deras kristallgitter, dvs optiska fononer. Sådana fononer visade sig ha lång livstid, som förhindrade absorption av ljus. Under de senaste åren, ett antal naturliga hyperboliska material har hittats.
Tidigare arbete hade visat att molybden -trioxid var hyperboliskt för långvågigt infrarött ljus. I denna nya insats, forskarna har visat att det också uppvisar hyperbolicitet i planet. De använde sitt fynd för att begränsa ljus på sätt som var mindre än dess våglängd med hjälp av hyperboliska fononpolaritoner. Livslängden för polaritonerna befanns vara ungefär 10 gånger längre än för hexagonal bornitrid.
Folland och Caldwell föreslår att de unika egenskaperna hos molybden -trioxid kan bryta ny mark för att utveckla nanofotonika. De noterar också att det har teoretiserats att hyperboliska material kan användas för att skapa hyperlinser eller heterostrukturer.
© 2018 Science X Network
