Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» разработали простой в изготовлении метаматериал-диэлектрик со свойствами анаполя. Он способен без остатка вбирать энергию и становиться прозрачным для электромагнитного излучения, что важно для разных областей — от солнечной энергетики до нанооптики. Статья о разработке опубликована в журнале Laser&Photonics Reviews.
Анаполь — неизлучающий рассеиватель, который можно считать идеальным резонатором: при облучении извне он сохранит всю полученную энергию внутри, а электромагнитные колебания будут затухать крайне медленно.
Искусственные метаматериалы-диэлектрики в целом сводят к минимуму рассеивание энергии, так как не нагреваются при электромагнитном облучении. Кроме того, метаматериалы можно масштабировать в оптическом диапазоне и контролировать их резонанс.
Обычно такие диэлектрики создают путем фабрикации сложных диэлектрических наночастиц или же напылением различных нанослоев.
Ученые НИТУ «МИСиС» предложили другой, весьма простой путь — перфорирование. То есть, создание отверстий (например, фокусируемым ионным пучком) в тонкой пленке кремния или другого диэлектрика.
«Нам удалось показать, что в оптическом диапазоне частот можно возбудить особое — анапольное — состояние, перспективное для сильной локализации электромагнитных полей и сенсоров», — комментирует руководитель проекта, доцент НИТУ «МИСиС» Алексей Башарин.
По словам ученого, такой метаматериал может быть прозрачен для электромагнитных волн. В реальных экспериментах с кремнием это должно показать перспективность методики и существенно повысить прозрачность кремниевых пластин, например, для применения в солнечных батареях.
Руководитель проекта Алексей Башарин отмечает, что работа была выполнена аспирантом НИТУ «МИСиС» Анар Оспановой и студентом магистратуры Иваном Стенищевым. Работу над экспериментальной частью исследования НИТУ «МИСиС» продолжает совместно с Российской Академией Наук и зарубежными партнерами.
