Poderoso refletor de Bragg com metamaterial de índice de refração ultra-alto

Todos nós nos olhamos no espelho pelo menos uma vez por dia para ver nosso reflexo. Os espelhos são usados ​​não apenas na vida diária, mas também em tecnologias de ponta, como processamento de semicondutores e monitores de alta resolução. Recentemente, foi desenvolvido um poderoso espelho de reflexão de Bragg baseado em metamateriais de alto índice que reflete apenas a luz desejada.

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Professor Gi-Ra Yi (Departamento de Engenharia Química) da POSTECH com a equipe de pesquisa liderada pelos Professores Seok Joon Kwon e Pil Jin Yoo (Escola de Engenharia Química) da Universidade Sungkyunkwanjuntos desenvolveram um metamaterial de índice de refração ultra-altoempacotando nanoesferas de ouro e um refletor que combina o metamaterial com um polímero.

Metamateriais – com propriedades que não existem na natureza – podem ser projetados para ter um índice de refração negativo (-) ou ultra-alto. No entanto, metamateriais com alto índice de refração ainda apresentam limitações desde o projeto até a fabricação.

Para superar esse problema, a equipe de pesquisa desenvolveu um metamaterial que é organizado uniformemente com lacunas de nível de 1 nanômetro (nm, 1 bilionésimo de metro) por meio da montagem de nanopartículas esféricas de ouro. Este material, que maximiza a interação luz-matéria, registrou o maior índice de refração nas regiões do visível e do infravermelho próximo. As superestruturas 2D exibiram o índice de refração mais alto de todos os tempos, 7,8.

O refletor de Bragg distribuído (DBR), feito pelo empilhamento desses metamateriais e camadas de polímero com baixo índice de refração, refletia fortemente comprimentos de onda específicos.

Além disso, a equipe de pesquisa estabeleceu a teoria de um modelo de percolação plasmônica que pode explicar o índice de refração extremamente alto. Como explica teoricamente o índice de refração ultra-alto dos metamateriais que não pôde ser explicado em estudos anteriores, prevê-se o desenvolvimento de campos de pesquisa relacionados no futuro.

Este estudo também está chamando a atenção dos círculos acadêmicos e da indústria por sua aplicabilidade em processos precisos de semicondutores e displays de alta resolução.

Publicado recentemente na Advanced Materials, o estudo foi apoiado pelo Samsung Research Funding Center e pela National Research Foundation of Korea.

- Este comunicado de imprensa foi publicado originalmente no site da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang