Il controllo dell'interazione luce-materia è fondamentale per fenomeni e tecnologie fondamentali come la fotosintesi, laser, LED e celle solari. I ricercatori del City College di New York hanno ora dimostrato una nuova classe di media artificiali chiamati ipercristalli fotonici che possono controllare l'interazione luce-materia in modi senza precedenti.

Ciò potrebbe portare a vantaggi come LED ultraveloci per Li-Fi (una tecnologia wireless che trasmette dati ad alta velocità utilizzando la comunicazione a luce visibile), maggiore assorbimento nelle celle solari e sviluppo di emettitori di fotoni singoli per l'elaborazione delle informazioni quantistiche, disse Vinod M. Menon, professore di fisica nella Division of Science del City College che ha guidato la ricerca.

I cristalli fotonici e i metamateriali sono due dei materiali artificiali più noti utilizzati per manipolare la luce. Però, soffrono di inconvenienti come la limitazione della larghezza di banda e la scarsa emissione di luce. Nella loro ricerca, Menon e il suo team hanno superato questi inconvenienti sviluppando ipercristalli che sfruttano il meglio sia dei cristalli fotonici che dei metamateriali e fanno ancora meglio. Hanno dimostrato un aumento significativo sia del tasso di emissione della luce che dell'intensità dai nanomateriali incorporati all'interno degli ipercristalli.

Le proprietà emergenti degli ipercristalli derivano dalla combinazione unica di scale di lunghezza delle caratteristiche nell'ipercristallo e dalle proprietà intrinseche delle strutture su scala nanometrica.

La ricerca CCNY compare nell'ultimo numero del Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

Il team includeva gli studenti laureati Tal Galfsky e Jie Gu del gruppo di ricerca di Menon nel dipartimento di fisica del CCNY e Evgenii Narimanov (Purdue University), che per primo in teoria predisse gli ipercristalli. La ricerca è stata sostenuta dall'Ufficio Ricerche dell'Esercito, il programma MRSEC della National Science Foundation - Divisione di ricerca sui materiali, e la Fondazione Gordon e Betty Moore.