Puissant réflecteur de Bragg avec métamatériau à indice de réfraction ultra élevé

Nous nous regardons tous dans le miroir au moins une fois par jour pour voir notre reflet. Les miroirs sont utilisés non seulement dans la vie quotidienne, mais également dans les technologies de pointe telles que le traitement des semi-conducteurs et les écrans haute résolution. Récemment, un puissant miroir de réflexion de Bragg basé sur des métamatériaux à indice élevé a été développé et reflète uniquement la lumière souhaitée.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Gi-Ra Yi (Département de génie chimique) de POSTECH avec l'équipe de recherche dirigée par les professeurs Seok Joon Kwon et Pil Jin Yoo (École de génie chimique) de l'Université Sungkyunkwan ontensemble, nous avons développé un métamatériau à indice de réfraction ultra élevéen emballant étroitement des nanosphères d'or et un réflecteur qui combine le métamatériau avec un polymère.

Les métamatériaux, dotés de propriétés qui n'existent pas dans la nature, peuvent être conçus pour avoir un indice de réfraction négatif (-) ou ultra élevé. Cependant, les métamatériaux à indice de réfraction élevé présentent encore des limites, de la conception à la fabrication.

Pour surmonter ce problème, l’équipe de recherche a développé un métamatériau uniformément disposé avec des espaces de 1 nanomètre (nm, 1 milliardième de mètre) en assemblant des nanoparticules d’or sphériques. Ce matériau, qui maximise l’interaction lumière-matière, a enregistré l’indice de réfraction le plus élevé dans les régions visible et proche infrarouge. Les superstructures 2D présentaient l'indice de réfraction le plus élevé jamais enregistré, soit 7,8.

Le réflecteur de Bragg distribué (DBR), fabriqué en empilant ces métamatériaux et couches de polymères à faible indice de réfraction, réfléchit fortement des longueurs d'onde spécifiques.

En outre, l’équipe de recherche a établi la théorie d’un modèle de percolation plasmonique pouvant expliquer l’indice de réfraction extrêmement élevé. Comme cela explique théoriquement l’indice de réfraction ultra élevé des métamatériaux qui n’a pas pu être expliqué dans les études précédentes, le développement de domaines de recherche connexes est prévu dans le futur.

Cette étude attire également l’attention des cercles universitaires et de l’industrie pour son applicabilité aux processus précis de semi-conducteurs et aux écrans haute résolution.

Récemment publiée dans Advanced Materials, l'étude a été soutenue par le Samsung Research Funding Center et la National Research Foundation of Korea.

- Ce communiqué de presse a été initialement publié sur le site Web de l'Université des sciences et technologies de Pohang