Primeiro estado BIC de dipolos magnéticos (setas verdes). Crédito:Universidade de Kyoto
Uma nova tecnologia de manipulação de luz foi desenvolvida por uma equipe internacional, incluindo a Universidade de Kyoto, que pode ser aplicada a lasers, sensores e óptica não linear.
A técnica confina firmemente a luz infravermelha dentro de uma estrutura periódica de nanodisco. Ao quebrar a simetria da rede quadrada periódica de nanodiscos de silício, a equipe demonstrou experimentalmente e computacionalmente sua capacidade de controlar sistematicamente estados ligados no continuum, ou BICs.
Esses estados de distribuição de luz resultam do cancelamento global da luz que escapa pela interferência destrutiva de ondas de dispersão de nanodiscos de silício.
"Neste estudo, a partir de uma rede quadrada periódica de um nanodisco de silício - uma rede Bravais - três tipos de redes não-Bravais foram feitas variando a posição de um segundo ponto de rede na rede unitária e o tamanho do disco", explica o autor principal Shunsuke Murai.
Nas redes de Bravais, usadas em cristalografia para nos ajudar a entender e classificar as estruturas cristalinas, todos os pontos da rede eram equivalentes, ou seja, todos esses pontos poderiam ser sobrepostos pela célula unitária.
As redes não-Bravais foram criadas pela introdução de um segundo ponto de rede não equivalente. Essas amostras foram produzidas usando litografia por feixe de elétrons e ataque a seco.
Segundo estado BIC de dipolos magnéticos (setas verdes) e elétricos (amarelos) excitados em nanodiscos de Si. Crédito:Universidade de Kyoto
"Aplicamos redes fototônicas, ou fotossensíveis, não-Bravais, que consistem em nanodiscos de silício para controlar a luz infravermelha próxima", acrescenta o autor.
No entanto, selecionando o período apropriado dessas redes e o material dos nanodiscos, não limitado ao silício, o controle BIC pode ser possível em uma ampla faixa de frequência de UV a ondas milimétricas.
Ressonância de treliça de superfície, onde os dipolos (representados como setas) em nanodiscos são acoplados via difração no plano (ondas entre os discos oscilando perpendicularmente às setas). Crédito:Universidade de Kyoto
Murai conclui:"A robustez do controle do BIC sobre as imperfeições na fabricação dessas treliças foi um bônus e uma surpresa encorajadora, uma vez que as falhas de fabricação são inevitáveis".
O estudo aparece em
Laser &Photonics Reviews .
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