Une équipe de recherche du Laboratoire des Métamatériaux supraconducteurs NUST MISIS dirigée par Alexey Basharin, Maître de Conférences et Candidat en Sciences Techniques, a développé un métamatériau-diélectrique qui possède des caractéristiques uniques et est facile à fabriquer. Cette facilité d'accès permettra aux chercheurs de l'utiliser pour créer les derniers dispositifs optiques. Les résultats de la recherche ont été publiés dans Avis sur les lasers et la photonique .

Anapole est un diffuseur non émetteur transparent aux rayonnements électromagnétiques. En 2017, une équipe de recherche du Laboratoire des métamatériaux supraconducteurs et leurs collègues de l'Université de Crète (Héraklion) ont établi que l'anapole est un résonateur idéal. Lorsqu'il est irradié de l'extérieur, anapole retient toute l'énergie à l'intérieur de lui-même, tandis que les oscillations électromagnétiques s'estompent très lentement.

Par rapport aux métamatériaux métalliques, les métamatériaux diélectriques sont plus prometteurs, car ils ne chauffent pas lorsqu'ils sont exposés au rayonnement électromagnétique, ce qui minimise leur dispersion énergétique. Chaque métamatériau diélectrique peut même être utilisé dans le spectre optique pour contrôler sa résonance.

Les travaux de l'équipe de recherche démontrent une nouvelle direction prometteuse dans le développement de métamatériaux. Précédemment, les métamatériaux diélectriques ont été fabriqués par la fabrication de nanoparticules diélectriques complexes (sphériques ou cylindriques) ou par le dépôt de diverses nanocouches. Cependant, l'équipe de recherche du Laboratoire des métamatériaux supraconducteurs a montré que les métamatériaux peuvent être fabriqués en perforant des trous dans le film mince de silicium ou d'autres diélectriques. L'un des moyens les plus simples d'y parvenir est d'utiliser un faisceau FIB, un faisceau d'ions focalisé qui crée des trous jusqu'à 5 nm de large.

"Dans la partie théorique de l'expérience, nous avons pu montrer que dans la gamme de fréquence optique il sera possible d'exciter une condition anapolaire particulière qui est prometteuse pour la forte localisation des champs électromagnétiques, ainsi que des capteurs. En outre, nous avons trouvé que ces métamatériaux peuvent être transparents aux ondes électromagnétiques, qui dans des expériences réelles avec du silicium devraient montrer la preuve de notre technique et augmenter considérablement la transparence des plaques de silicium, par exemple, pour une utilisation dans les batteries solaires, " a déclaré Alexey Basharin, chef de projet.

Les scientifiques suggèrent que ce nouveau métamatériau peut être utilisé dans les nanooptiques de silicium et les cellules solaires. Les travaux sur la partie expérimentale de l'étude se poursuivent actuellement avec le RAS et des partenaires internationaux.