Potente riflettore Bragg con metamateriale ad indice di rifrazione ultraelevato

Tutti ci guardiamo allo specchio almeno una volta al giorno per vedere il nostro riflesso. Gli specchi vengono utilizzati non solo nella vita quotidiana ma anche in tecnologie all'avanguardia come la lavorazione dei semiconduttori e i display ad alta risoluzione. Recentemente è stato sviluppato un potente specchio riflettente Bragg basato su metamateriali ad alto indice che riflette solo la luce desiderata.

Un gruppo di ricerca guidato dal professor Gi-Ra Yi (Dipartimento di ingegneria chimica) presso POSTECH con il gruppo di ricerca guidato dai professori Seok Joon Kwon e Pil Jin Yoo (Scuola di ingegneria chimica) presso l'Università di Sungkyunkwan hannoinsieme hanno sviluppato un metamateriale con indice di rifrazione ultraelevatoimballando strettamente nanosfere d'oro e un riflettore che combina il metamateriale con un polimero.

I metamateriali, con proprietà che non esistono in natura, possono essere progettati per avere un indice di rifrazione negativo (-) o ultraelevato. Tuttavia, i metamateriali con un elevato indice di rifrazione presentano ancora limitazioni dalla progettazione alla produzione.

Per superare questo problema, il gruppo di ricerca ha sviluppato un metamateriale che è disposto uniformemente con spazi a livello di 1 nanometro (nm, 1 miliardesimo di metro) assemblando nanoparticelle d'oro sferiche. Questo materiale, che massimizza l’interazione luce-materia, ha registrato il più alto indice di rifrazione nelle regioni del visibile e del vicino infrarosso. Le sovrastrutture 2D hanno mostrato l'indice di rifrazione più alto di sempre pari a 7,8.

Il riflettore di Bragg distribuito (DBR), realizzato impilando questi metamateriali e strati polimerici con un basso indice di rifrazione, riflette fortemente lunghezze d'onda specifiche.

Inoltre, il gruppo di ricerca ha stabilito la teoria di un modello di percolazione plasmonica che può spiegare l’indice di rifrazione estremamente elevato. Poiché teoricamente spiega l’altissimo indice di rifrazione dei metamateriali che non è stato possibile spiegare negli studi precedenti, in futuro si prevede lo sviluppo di campi di ricerca correlati.

Questo studio sta attirando l'attenzione anche degli ambienti accademici e dell'industria per la sua applicabilità in processi precisi di semiconduttori e display ad alta risoluzione.

Pubblicato di recente su Advanced Materials, lo studio è stato sostenuto dal Samsung Research Funding Center e dalla National Research Foundation of Korea.

- Il presente comunicato stampa è stato originariamente pubblicato sul sito web dell'Università di Scienza e Tecnologia di Pohang