LEDs mais brilhantes e células solares mais eficientes são duas aplicações potenciais para a pesquisa do A * STAR em estruturas reticuladas que podem retardar ou reter a luz.

Aproveitar a energia das ondas localizando-a e suprimindo sua propagação através de um meio é uma técnica poderosa. Agora, Alagappin Gandhi e Png Ching Eng Jason, do A * STAR Institute of High Performance Computing, calcularam um projeto que localiza a luz em pequenos loops, dentro de uma estrutura bidimensional criada pela fusão de duas redes de periodicidades ligeiramente diferentes.

A nova técnica não se limita à luz, e pode permitir o projeto de sistemas que podem controlar com precisão a energia das ondas em qualquer reino e em qualquer escala - som, térmico, agua, ou mesmo ondas de matéria como nos condensados ​​de Bose-Einstein.

Para dispositivos baseados em luz, os novos insights podem ser usados ​​para construir componentes fotônicos mais eficientes, disse Gandhi.

"Se você padronizar a superfície de um LED com treliças mescladas, isso ajudará a obter a luz com eficiência, "disse Gandhi." Para uma célula solar, no entanto, treliças mescladas ajudarão a luz a entrar melhor, de modo que mais energia possa ser coletada. "

A capacidade de criar ressonadores nos quais a luz está localizada na superfície de um dispositivo também tem aplicações em componentes de computação quântica baseados na luz, como defeitos no diamante.

Gandhi e Png projetaram as estruturas sobrepondo redes de pequenos materiais dielétricos circulares com períodos em uma razão simples R:R-1 - por exemplo, uma rede é fundida com outra cujo espaçamento é 4/3 tão grande, ou 5/4, 6/5 etc.

"Isso cria um efeito bidimensional semelhante a batidas entre duas ondas de frequência muito próxima, "Gandhi disse." Onde há antinodos, a luz é localizada na forma de um caminho fechado. "

Gandhi disse que a criação de uma matriz regular de loops localizados de luz em contraste com a localização de Anderson, que surge da aleatoriedade em uma estrutura. "Esta é uma forma sistemática de criar um grande número de loops, "Gandhi disse.

Gandhi e Png executaram simulações numéricas da propagação da luz em uma faixa de comprimentos de onda ligeiramente abaixo do espaçamento da rede, e calculou a estrutura da banda de energia. Eles descobriram que à medida que R aumentava, emergiu um grande número de bandas de energia cuja luz tinha uma velocidade de grupo de zero, a assinatura de luz localizada dentro do cristal.

Gandhi disse que as redes mescladas também forneceriam uma maneira para os pesquisadores explorarem as propriedades topológicas, como modos de borda protegidos.