Ricercatori giapponesi hanno testato con successo l'effetto riflessivo, metasuperficie ad alto indice di rifrazione che può eventualmente essere utilizzata in applicazioni pratiche per inviare, ricevere, e manipolare la luce e le onde radio nella banda d'onda terahertz (THz). THz si misura in milionesimi di metro, noti come micrometri. La metasuperficie, un materiale piatto artificiale bidimensionale, è stato realizzato con fili metallici tagliati di microdimensioni di inchiostro in pasta d'argento posti sia sul fronte che sul retro di un film di poliimmide. Il gruppo, guidato da Takehito Suzuki, Professore Associato presso l'Istituto di Ingegneria dell'Università di Agraria e Tecnologia di Tokyo (TUAT), hanno pubblicato i loro risultati il ​​29 aprile, 2021 in Ottica Express .

Tali metasuperfici piatte rappresentano un balzo in avanti nello studio dell'ottica THz, perché possono essere flessibili, adattabile a una gamma molto più ampia di potenziali usi, e molto più piccolo dell'attuale generazione di ottiche THz che si basano su materiali naturali che hanno indici di rifrazione fissi nella banda d'onda THz, come il polimero cicloolefinico, ossido di magnesio, e silicio. Un indice di rifrazione di un materiale mostra come le onde elettromagnetiche viaggiano lente nel materiale rispetto al vuoto.

Una maggiore capacità di ricevere, trasmettere, controllo, e manipolare onde elettromagnetiche superiori a 1.0 THz è necessario per sbloccare il loro potenziale, che rimane in gran parte inesplorato, secondo Suzuki. "La metasuperficie senza riflessi con un alto indice di rifrazione superiore a 1.0 THz può offrire una piattaforma accessibile per l'ottica piatta terahertz come le comunicazioni wireless 6G e altre possibili applicazioni commerciali, " ha detto Suzuki. "Oltre a velocità di trasferimento dati wireless molto più elevate, una migliore capacità di manipolare le onde THz usando le metasuperfici può far avanzare notevolmente la tecnologia nelle aree della modellatura del fronte d'onda, formazione di travi, controllo della polarizzazione, e vortici ottici, argomenti di grande interesse per le comunità scientifiche e della comunicazione".

Il team di ricerca di Suzuki ha deciso di supportare l'obiettivo della più ampia comunità scientifica di sostituire i componenti ottici ingombranti tridimensionali convenzionali con quelli piatti bidimensionali, un'impresa che libererebbe spazio e consentirebbe lo sviluppo di piccoli, strumenti scientifici e di comunicazione più adattabili, così come telecamere di sicurezza più avanzate.

Il gruppo, Harumi Asada, Kota Endo, e Takehito Suzuki, hanno creato la loro metasuperficie sperimentale utilizzando inchiostro in pasta d'argento e un film di poliimmide molto sottile. Tagliare i fili metallici con un inchiostro in pasta d'argento steso sulla pellicola da una stampante a getto d'inchiostro super fine (tecnologia SIJ, Inc.) in grado di tracciare linee dell'ordine di 10 micrometri di larghezza, diede il risultato sperato:la metasuperficie, che è stato fatto di 80, 036 paia di fili metallici tagliati con inchiostro in pasta d'argento sia sul fronte che sul retro di 6x6 millimetri quadrati (circa l'unghia di un bambino) trama di un film di poliimmide, ha un alto indice di rifrazione e una bassa riflessione a 3.0 THz.

Suzuki e i suoi scienziati collaboratori hanno in programma di indagare ulteriormente sul potenziale dell'ottica piatta per l'uso nella banda d'onda THz, con la speranza di trovare scalabili, materiali commercialmente validi adatti per una vasta gamma di usi futuri.