پژوهشگران موسسه چهارم فیزیک دانشگاه اشتوتگارت آلمان با همکاری موسسه فناوری ایتالیا (IIT) در میلان سازوکار جدیدی برای هدایت نور در یک ماده طبیعی از نوع هایپربولیک (Hyperbolic) مبتنی بر ساختارهای لایهای واندروالسی ارائه کردهاند.
به گزارش گروه ترجمه خبرگزاری برنا به نقل از phys.org، این روش بدون استفاده از موجبرهای متداول نانوساخت امکان هدایت مستقیم نور را فراهم میکند. نتایج این پژوهش در نشریه معتبر Nature Nanotechnology منتشر شده است. حذف نیاز به موجبرهای پیچیده
به طور طبیعی هنگامی که نور از یک منبع موضعی منتشر میشود همانند موجهایی که پس از افتادن سنگ در آب ایجاد میشوند، به صورت کروی یا دایرهای در تمام جهات گسترش مییابد. اگرچه این رفتار، ویژگی ذاتی امواج است، اما در بسیاری از سامانههای فوتونیکی مطلوب نیست، زیرا در این کاربردها نور باید با کمترین اتلاف در مسیرهای از پیش تعیینشده حرکت کند.
در فناوریهای رایج این مشکل با استفاده از موجبرها برطرف میشود. برای مثال در ارتباطات مبتنی بر فیبر نوری رشتههای شیشهای نور لیزر را در مسیر مشخصی هدایت میکنند و در مدارهای مجتمع فوتونیکی نیز موجبرهای نانومقیاس از طریق فرآیندهای پیچیدهای مانند پوششدهی مقاوم نوری، لیتوگرافی و حکاکی ساخته میشوند. این مراحل علاوه بر پیچیدگی فنی، هزینه تولید تراشههای فوتونیکی را نیز افزایش میدهند.
اکنون تیمی به سرپرستی هارالد گیسن، استاد موسسه چهارم فیزیک دانشگاه اشتوتگارت و آنتونیو آمبروسیو پژوهشگر موسسه فناوری ایتالیا راهکاری ارائه کردهاند که نیاز به ساخت مصنوعی این موجبرها را از میان برمیدارد. مادهای دوبعدی با ویژگیهای منحصربهفرد
پژوهشگران در این مطالعه از ماده دوبعدی اکسیدیکلرید مولیبدن (MoOCl₂) استفاده کردند. آنها با قرار دادن یک آنتن طلایی در مقیاس نانو روی سطح این ماده و تاباندن نور لیزر مادون قرمز موفق شدند امواج نوری بسیار متمرکزی تولید کنند که تنها در یک جهت حرکت میکردند.
نکته قابل توجه این است که نور بدون وجود هیچ موجبر فیزیکی به طور طبیعی در یک کانال باریک محصور باقی ماند، رفتاری که گویی یک موجبر نامرئی درون خود ماده وجود دارد.
بخش آزمایشگاهی این پژوهش توسط فرید آقاشیرینوف دانشجوی دکتری دانشگاه اشتوتگارت و آندرهآ …
