Potente reflector Bragg con metamaterial de índice de refracción ultraalto

Todos nos miramos al espejo al menos una vez al día para ver nuestro reflejo. Los espejos se utilizan no sólo en la vida diaria sino también en tecnologías de vanguardia como el procesamiento de semiconductores y pantallas de alta resolución. Recientemente, se ha desarrollado un potente espejo reflectante de Bragg basado en metamateriales de alto índice que solo refleja la luz deseada.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Gi-Ra Yi (Departamento de Ingeniería Química) de POSTECH con el equipo de investigación dirigido por los profesores Seok Joon Kwon y Pil Jin Yoo (Escuela de Ingeniería Química) de la Universidad Sungkyunkwan hanjuntos desarrollaron un metamaterial de índice de refracción ultraaltoempaquetando estrechamente nanoesferas de oro y un reflector que combina el metamaterial con un polímero.

Los metamateriales, con propiedades que no existen en la naturaleza, pueden diseñarse para que tengan un índice de refracción negativo (-) o ultraalto. Sin embargo, los metamateriales con un alto índice de refracción todavía tienen limitaciones desde el diseño hasta la fabricación.

Para superar este problema, el equipo de investigación desarrolló un metamaterial que está dispuesto uniformemente con espacios de nivel de 1 nanómetro (nm, una milmillonésima parte de un metro) mediante el ensamblaje de nanopartículas esféricas de oro. Este material, que maximiza la interacción luz-materia, registró el índice de refracción más alto en las regiones visible e infrarroja cercana. Las superestructuras 2D exhibieron el índice de refracción más alto jamás registrado: 7,8.

El reflector de Bragg distribuido (DBR), que se fabrica apilando estos metamateriales y capas de polímero con un índice de refracción bajo, refleja fuertemente longitudes de onda específicas.

Además, el equipo de investigación estableció la teoría de un modelo de percolación plasmónica que puede explicar el índice de refracción extremadamente alto. Como explica teóricamente el índice de refracción ultraalto de los metamateriales que no pudo explicarse en estudios anteriores, se anticipa el desarrollo de campos de investigación relacionados en el futuro.

Este estudio también está atrayendo la atención de los círculos académicos y de la industria por su aplicabilidad en procesos de semiconductores precisos y pantallas de alta resolución.

Publicado recientemente en Advanced Materials, el estudio fue apoyado por el Centro de Financiamiento de Investigación de Samsung y la Fundación Nacional de Investigación de Corea.

- Este comunicado de prensa se publicó originalmente en el sitio web de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang.