Un team di ricerca del NUST MISIS Laboratory of Superconducting Metamaterials guidato da Alexey Basharin, Docente Senior e Candidato di Scienze Tecniche, ha sviluppato un metamateriale-dielettrico che ha caratteristiche uniche ed è facile da fabbricare. Questa facilità di accesso consentirà ai ricercatori di utilizzarlo per creare i più recenti dispositivi ottici. I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Recensioni su laser e fotonica .

Anapole è un diffusore non emettente trasparente alle radiazioni elettromagnetiche. Nel 2017, un gruppo di ricerca del Laboratorio di metamateriali superconduttori e i loro colleghi dell'Università di Creta (Heraklion) hanno stabilito che l'anapolo è un risonatore ideale. Quando irradiato dall'esterno, anapole trattiene tutta l'energia al suo interno, mentre le oscillazioni elettromagnetiche svaniscono molto lentamente.

Rispetto ai metamateriali metallici, i metamateriali dielettrici sono più promettenti, poiché non si riscaldano sotto l'esposizione a radiazioni elettromagnetiche, che minimizza la loro dispersione di energia. Ogni metamateriale dielettrico può anche essere utilizzato nello spettro ottico per controllarne la risonanza.

Il lavoro del team di ricerca dimostra una nuova direzione promettente nello sviluppo dei metamateriali. In precedenza, i metamateriali dielettrici sono stati prodotti dalla fabbricazione di complesse nanoparticelle dielettriche (sferiche o cilindriche) o dalla deposizione di vari nanostrati. Però, il team di ricerca del Laboratory of Superconducting Metamaterials ha dimostrato che i metamateriali possono essere fabbricati perforando fori nel film sottile di silicio o altri dielettrici. Uno dei modi più semplici per farlo è utilizzare un raggio FIB, un raggio ionico focalizzato che crea fori larghi fino a 5 nm.

"Nella parte teorica dell'esperimento, siamo stati in grado di dimostrare che nella gamma di frequenze ottiche sarà possibile eccitare una speciale condizione di anapolo che è promettente per la forte localizzazione di campi elettromagnetici, così come i sensori. Inoltre, abbiamo scoperto che questi metamateriali possono essere trasparenti alle onde elettromagnetiche, che in esperimenti reali con il silicio dovrebbe mostrare l'evidenza della nostra tecnica e aumentare significativamente la trasparenza delle lastre di silicio, Per esempio, per l'uso in batterie solari, " ha detto Alexey Basharin, capo del progetto.

Gli scienziati suggeriscono che questo nuovo metamateriale può essere utilizzato nella nanoottica di silicio e nelle celle solari. Il lavoro sulla parte sperimentale dello studio è attualmente in corso con RAS e partner internazionali.