un, Illustrazione della struttura reticolare ortorombica di α-MoO3 a strati (sfere rosse, atomi di ossigeno). La struttura ortorombica si basa su doppi strati di ottaedri MoO6 distorti impilati lungo la direzione [010] tramite interazioni vdW. Le tre possibili posizioni degli atomi di ossigeno sono indicate con O1-3, e la cella unitaria viene mostrata tratteggiata. B, Schema della cella unitaria di α-MoO3; le costanti reticolari sono a = 0.396 nm, b = 1,385 nm e c = 0,369 nm. Sfere blu, atomi di molibdeno. C, Immagine ottica di fiocchi di α-MoO3. I cristalli di α-MoO3 sembrano tipicamente rettangolari a causa della struttura cristallina anisotropa. Le frecce etichettate indicano le direzioni dei cristalli. Barra della scala, 20µm. D, Spettro Raman preso nell'area contrassegnata da un cerchio tratteggiato rosso in c. Le etichette di frequenza rosse indicano i picchi Raman associati alle vibrazioni del reticolo che producono gli RB di α-MoO3. Credito:(c) Natura (2018). DOI:10.1038/s41586-018-0618-9
Un team internazionale di ricercatori ha scoperto un materiale naturale che mostra iperbolicità nel piano. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Natura , il gruppo descrive il loro lavoro con il triossido di molibdeno e cosa hanno trovato. Thomas Folland e Joshua Caldwell della Vanderbilt University offrono un articolo su News and Views sul lavoro svolto dal team nello stesso numero della rivista.
Come notano Folland e Caldwell, I materiali iperbolici sono quelli che sono estremamente riflettenti alla luce lungo un asse e hanno una riflettanza normale lungo un altro asse. Nella maggior parte di questi materiali, i due assi non sono sullo stesso piano. Ma come notano ulteriormente Folland e Caldwell, un materiale in cui si trovano sullo stesso piano sarebbe prezioso perché potrebbe fungere da lamina d'onda molto sottile, materiali che alterano la polarizzazione della luce che la colpisce. Sottolineano che una tale piastra d'onda potrebbe consentire ai ricercatori di manipolare le lunghezze d'onda su una scala molto piccola. In questo nuovo sforzo, i ricercatori riportano la scoperta di un tale materiale, uno naturale chiamato triossido di molibdeno.
Folland e Caldwell sottolineano che c'è stato un tempo nel passato non troppo lontano in cui si credeva che l'iperbolicità esistesse solo nei materiali artificiali. Ma solo quattro anni fa, è stato osservato nel nitruro di boro esagonale. È stato anche determinato che il comportamento riflettente di tali materiali è dovuto alle vibrazioni nel loro reticolo cristallino, cioè fononi ottici. Si è scoperto che tali fononi hanno una vita lunga, che serviva ad impedire l'assorbimento della luce. Negli ultimi anni, sono stati trovati numerosi materiali iperbolici naturali.
Il lavoro precedente aveva dimostrato che il triossido di molibdeno era iperbolico per la luce infrarossa a onde lunghe. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno dimostrato che mostra anche iperbolicità nel piano. Hanno usato la loro scoperta per confinare la luce in modi che erano più piccoli della sua lunghezza d'onda usando polaritoni fononici iperbolici. Le vite dei polaritoni sono risultate essere circa 10 volte più lunghe di quelle del nitruro di boro esagonale.
Folland e Caldwell suggeriscono che le proprietà uniche del triossido di molibdeno potrebbero aprire nuove strade nello sviluppo della nanofotonica. Notano anche che è stato teorizzato che i materiali iperbolici potrebbero essere usati per creare iperlenti o eterostrutture.
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