Открытие может улучшить контроль за инфракрасными нанолампами, используемыми в различных технологиях, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Nature.
Международная группа ученых сообщила о первом наблюдении призрачных поляритонов, которые представляют собой новую форму поверхностных волн, несущих наноразмерный свет, сильно связанных с колебаниями материала и обладающих свойствами сильно коллимированного распространения. Исследовательская группа наблюдала эти явления на обычном материале - кальците - и показала, как призрачные поляритоны могут облегчить превосходный контроль инфракрасного наносвета для зондирования, обработки сигналов, сбора энергии и других технологий.
В последние годы нанофотоника в инфракрасном и терагерцовом диапазонах стала важной для высокочувствительных, сверхкомпактных технологий с низкими потерями для биомолекулярной и химической диагностики, датчиков, связи и других приложений. Платформы из наноматериалов, которые могут способствовать усиленному взаимодействию легкой материи на этих частотах, стали важными для этих технологий. В недавних работах использовались низкоразмерные ван-дер-ваальсовы материалы, такие как графен, гексагональный нитрид бора и триоксид молибдена в альфа-фазе (α-MoO3, Nature 2018), из-за их весьма экзотической реакции на ограниченный свет на наноуровне. Однако эти появляющиеся наноматериалы требуют сложных методов нанопроизводства, что препятствует крупномасштабным нанофотонным технологиям.
«Поляритоника - это наука и технология использования сильных взаимодействий света с веществом, и она произвела революцию в оптических науках за последние несколько лет, - рассказала Андреа Алу, профессор физики Эйнштейна в Центре аспирантуры и директор-основатель Photonics Initiative в Университете Центр перспективных научных исследований при CUNY Graduate Center. - Наше открытие является последним примером захватывающей науки и удивительной физики, которая может возникнуть в результате изучения поляритонов в обычных материалах, таких как кальцит».
«Мы использовали сканирующую ближнепольную оптическую микроскопию рассеивающего типа (s-SNOM), чтобы исследовать эти призрачные поляритоны, - сказал первый автор Вейлян Ма, доктор философии, кандидат в HUST. - Удивительно, но мы продемонстрировали лучевое распространение наносвета на расстоянии до 20 микрометров, что является рекордным расстоянием для поляритонных волн при комнатной температуре».
«Мы были взволнованы, когда нашли новое решение уравнений Максвелла со сложным импульсом вне плоскости. И что еще более захватывающе, мы смогли наблюдать это в очень обычном кристалле», - говорит Гуанвэй Ху, соавтор, научный сотрудник NUS и постоянный посетитель CUNY.
«Этот тип поляритонов можно настраивать через их оптическую ось, что открывает новый способ манипулирования поляритонами, - сказал Ченг-Вэй Цю, профессор деканата NUS. - Мы считаем, что наши открытия будут стимулировать исследование различных оптических кристаллов для манипулирования светом в наномасштабе».
Фото: rawpixel / 123RF
