Hvordan man manipulerer lys på nanoskalaen over brede frekvensområder

Et internationalt hold ledet af forskere fra University of Oviedo og Center for Research in Nanomaterials and Nanotechnology (CINN-CSIC) har opdaget en effektiv metode til at kontrollere frekvensen af ​​begrænset lys på nanoskalaen i form af fononpolaritoner (lys koblet til vibrationer i krystallen). Resultaterne er nu offentliggjort i Naturmaterialer .

Forskning med nanolys baseret på fononpolaritoner har udviklet sig betydeligt i de senere år takket være brugen af ​​arkstrukturerede nanomaterialer såsom grafen, bornitrid eller molybdæntrioxid:de såkaldte van der Waals-materialer. Nanolys baseret på fononpolaritoner er meget lovende, fordi det kan leve længere end andre former for nanolys, men en af ​​de største ulemper ved de teknologiske anvendelser af dette nanolys baseret på fononpolaritoner er de begrænsede frekvensområder, der er karakteristiske for hvert materiale, det eksisterer kun i snæver frekvensområde.

Men nu, et internationalt team har foreslået en ny metode, der gør det muligt i vid udstrækning at udvide dette område af arbejdsfrekvenser for fononpolaritoner i van der Waals-materialer. Dette består i interkalation af alkaliske og jordalkaliatomer, såsom natrium, calcium eller lithium, i laminær struktur af van der Waals vanadiumpentaoxidmateriale, hvilket gør det muligt at modificere dets atombindinger og dermed dets optiske egenskaber.

I betragtning af at en lang række ioner og ionindhold kan indlejres i lagdelte materialer, on-demand spektral respons af fononpolaritoner i van der Waals materialer kan forventes, til sidst dækker hele det mellem-infrarøde område, noget kritisk for det nye felt af phonon polariton fotonik.

Fundet, offentliggjort i tidsskriftet Naturmaterialer , vil muliggøre fremskridt i udviklingen af ​​kompakte fotoniske teknologier, såsom højfølsomme biologiske sensorer eller informations- og kommunikationsteknologier på nanoskala.