Meios com pequena permissividade, ou seja, os meios épsilon-near-zero (ENZ), têm atraído muita atenção dos campos da física, ciência dos materiais e engenharia. O comprimento de onda no meio ENZ é, em princípio, infinitamente esticado, o que induz uma dinâmica de onda espacialmente estática enquanto oscila temporalmente.
Há muito tempo existe um esforço para alcançar a manipulação flexível da mídia ENZ e criar aplicativos do mundo real. Os últimos anos viram o surgimento de metamateriais, onde os pesquisadores usam unidades artificiais ou ressonadores dispostos periodicamente para controlar os parâmetros constitutivos efetivos do meio compósito. No entanto, permanece um mistério como um meio ENZ composto por vários ressonadores se comportaria e como esses ressonadores interagem através do fundo ENZ.

Em um artigo recém-publicado em Light:Science &Applications , uma equipe de cientistas, liderada pelo professor Yue Li do Departamento de Engenharia Eletrônica da Universidade de Tsinghua, na China, unindo forças com a Universidade Pública de Navarra, na Espanha, e a Universidade da Pensilvânia, nos EUA, revelou um fenômeno exótico na mídia ENZ.

Eles demonstraram que várias hastes dielétricas densamente compactadas, denominadas dopantes fotônicos, podem oferecer modos ressonantes não interativos enquanto ainda estão acopladas ao ambiente externo. O comportamento desses "ressonadores não interativos" era contra-intuitivo e contrastava com o dos ressonadores convencionais de microondas e ópticos. Tanto a teoria quanto os experimentos mostraram que o meio ENZ compreendendo vários dopantes dielétricos pode exibir uma dispersão "em forma de pente" da função de permeabilidade efetiva e, notavelmente, cada "tick" no pente de frequência pode ser associado a um dopante específico e pode ser alterado de forma independente.

Os cientistas propuseram a técnica de codificação de dispersão para mídia ENZ. Ao escolher a presença ou ausência de cada dopante dielétrico, pode-se controlar independentemente as respostas do meio ENZ em uma série de frequências. Os cientistas apresentaram duas aplicações interessantes da codificação de dispersão.

A primeira é a marcação óptica onde diferentes combinações de dopantes dielétricos podem representar diferentes séries de informações, e a segunda é um filtro com perfil em pente reconfigurável digitalmente. Os cientistas resumem os pontos-chave da técnica de codificação de dispersão para mídia ENZ:

"(1) Como uma diferença importante dos metamateriais periódicos, o parâmetro efetivo (permeabilidade efetiva) do meio ENZ dopado é inteiramente determinado pelas características das células unitárias, ou seja, os dopantes dielétricos, e não por suas posições. (2) ) As contribuições dos dopantes dielétricos não interativos para todo o meio ENZ são aditivas, o que simplifica substancialmente o projeto de materiais compósitos artificiais."

"No futuro, a técnica de codificação de dispersão pode ser usada para o processamento de sinal analógico multifrequência em terahertz e até mesmo em regimes ópticos. Uma vez que a forma do meio ENZ, bem como o arranjo espacial dos dopantes dielétricos, não têm influência no efeito de codificação de dispersão, é possível realizar dispositivos ultracompactos e altamente integrados para o processamento e filtragem de sinais de alta frequência", disseram os cientistas. + Explorar mais

Capa de invisibilidade com cristais fotônicos