p As propriedades ópticas de um material são predominantemente determinadas por seus átomos e elétrons constituintes e pela maneira como eles respondem às ondas eletromagnéticas. Em materiais naturais, a diversidade de características ópticas possíveis é limitada, e assim os metamateriais - estruturas artificiais projetadas para controlar a propagação da luz - oferecem esperança para uma infinidade de novas aplicações ópticas. p Arseniy Kuznetsov e Boris Luk'yanchuk no A * STAR Data Storage Institute, Cingapura, e seus colegas de trabalho, agora criaram um novo tipo de metamaterial tridimensional que pode influenciar as partes elétricas e magnéticas da luz visível. A abordagem deles fornece uma rota simples para a construção de dispositivos incomuns, como capas ópticas, que permitem 'invisibilidade', e hiperlentes que oferecem super-resolução.

p Metamateriais são matrizes de estruturas metálicas de sub-comprimento de onda chamadas meta-átomos, que foram projetados para imitar átomos e sua interação com a luz. "Metamateriais fornecem uma nova rota para controlar a luz em nanoescala, "explica Luk'yanchuk." Eles pavimentam o caminho para novos elementos ópticos com funcionalidades únicas que não podem ser alcançadas com materiais naturais. "

p Uma abordagem comum adotada por pesquisadores de metamateriais ópticos é construir metaátomos a partir de anéis de metal, cada um contendo uma pequena pausa. Esses chamados ressonadores de anel dividido precisam ter algumas centenas de nanômetros ou menos para funcionar com luz visível, e quaisquer imperfeições físicas limitam severamente seu desempenho.

p Projetar um ressonador de anel dividido com as propriedades elétricas e magnéticas necessárias para interagir com esses dois componentes diferentes das ondas eletromagnéticas também se revelou um desafio. "A ressonância magnética em frequências visíveis não poderia ser alcançada com o padrão, projetos de ressonador de anel dividido plano, "diz Luk'yanchuk.

p Agora, A equipe de Kuznetsov e Luk'yanchuk mostraram que uma versão tridimensional dessa estrutura - o ressonador de bola dividida - poderia levar a metamateriais quase perfeitos com uma forte resposta elétrica e magnética.

p Usando técnicas de nanofabricação padrão, os pesquisadores primeiro criaram uma série de discos de ouro ou prata em um substrato. Eles então dispararam um laser de alta potência em cada disco para que derretesse e formasse uma gota de líquido, que se solidificou em uma esfera perfeita, eliminando assim as falhas. Finalmente, a equipe usou um feixe de íons de hélio para criar uma trincheira em cada nanosfera (veja a imagem).

p Os pesquisadores confirmaram que seus ressonadores de bola dividida exibiam uma ressonância magnética dentro do espectro visível, demonstrando uma capacidade reforçada de 'sintonizar' as respostas ópticas de metamateriais.

p No futuro, os pesquisadores poderiam usar o mesmo método para padronizar recursos tridimensionais mais complicados nos meta-átomos, o que possibilitaria formas ainda mais complexas de manipulação da luz.