Un equipo de investigación internacional dilucida un nuevo principio por el cual las ondas electromagnéticas, incluida la luz, se propagan en la superficie de un cristal fotónico sin dispersarse.
Xiao Hu, investigador principal del Centro Internacional de Nanoarquitectónica de Materiales MANA, Instituto Nacional de Ciencia de Materiales NIMS, y Long-Hua Wu, Investigador Junior de NIMS, aclararon un nuevo principio por el cual las ondas electromagnéticas, incluida la luz, se propagan en la superficieen un cristal fotónico sin dispersarse. Simplemente ajustando ligeramente las posiciones de los aisladores o cilindros semiconductores nanorods en una red de panal, las ondas electromagnéticas pueden propagarse sin dispersarse incluso en las esquinas del cristal o por defectos. Dado que esta propiedad se puede lograr inclusoun semiconductor, como la silicona, solo, se espera el desarrollo de nuevas funciones mediante la integración de las funciones de procesamiento de información logradas por la electrónica de semiconductores bien establecida y la excelente propiedad de propagación de las ondas electromagnéticas.
En los últimos años, se han realizado estudios activos sobre materiales con propiedades topológicas donde aparecen propiedades únicas en las superficies de los materiales. También se espera la supresión de la dispersión de la luz por defectos en los cristales fotónicos convencionales en estados fotónicos topológicos. Sin embargo, se necesitaban materiales especialespara crear cristales fotónicos topológicos.
Estos investigadores descubrieron un nuevo principio para realizar un cristal fotónico topológico simplemente ajustando las posiciones de los aislantes o semiconductores en un retículo de panal, sin usar ningún material o estructura complicada. Cuando se forman grupos hexagonales ajustando las posiciones de los clinders, los modos electromagnéticos llevanen el espín, aparece una característica convencionalmente específica de los electrones. Como resultado, se aclaró teóricamente que un cristal fotónico exhibe propiedades topológicas cuando la separación entre los grupos hexagonales se reduce de la del enrejado de panal.
Dado que los nanorods pueden formarse con silicona, se espera el desarrollo de nuevas funciones y dispositivos a través de la integración con la electrónica existente basada en silicio.
Esta investigación fue parcialmente apoyada por "Fenómenos cuánticos topológicos en materia condensada con simetrías rotas", Grant-in-Aid para investigación científica en áreas innovadoras, Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología. Los resultados de la investigación se publicaron en Cartas de revisión física , una revista de la American Physical Society, en línea el 3 de junio de 2015.
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia de Materiales . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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