Sebuah studi baru yang diterbitkan di Kemajuan Sains Oleh para peneliti dari National Graphene Institute di University of Manchester dan University of Oviedo, telah mengungkapkan perilaku cahaya yang sebelumnya tidak terlihat di Gypsum, mineral yang lebih dikenal karena penggunaannya dalam membangun plester dan kapur.
Tim menemukan jenis gelombang yang langka, yang dikenal sebagai fonon geser polariton, dalam bentuk bahan dua dimensi. Fonon polariton adalah gelombang hibrida materi ringan yang muncul ketika cahaya berinteraksi dengan getaran atom pada kristal tertentu. Mereka dapat melakukan perjalanan melalui bahan dengan cara yang tidak biasa dan memusatkan cahaya menjadi volume yang sangat kecil.
Dalam penelitian ini, para peneliti menemukan bahwa dalam film tipis gipsum, gelombang ini menjalani transisi topologi, bergeser dari perilaku hiperbolik ke elips, melewati keadaan kanalisasi yang unik.
Transisi ini memungkinkan para ilmuwan untuk menyetel bagaimana cahaya merambat melalui materi.
Studi -studi polariton fonon geser dalam penelitian sebelumnya terbatas pada kristal curah dalam rezim hiperbolik. Dalam penelitian kami, kami bertujuan untuk melengkapi temuan awal dengan polariton geser dalam bahan 2-dimensi
“Studi-studi polariton fonon geser dalam penelitian sebelumnya terbatas pada kristal curah dalam rezim hiperbolik. Dalam penelitian kami kami bertujuan untuk melengkapi temuan awal dengan polariton geser dalam bahan 2-dimensi,” kata Dr Pablo Díaz Núñez, yang ikut memimpin studi tersebut. “Dan luar biasa, kami menemukan bahwa polariton fonon geser di gipsum mendukung transisi topologis dari perambatan hiperbolik ke elips, dengan kanalisasi di antaranya.”
Dr Díaz Núñez menambahkan, “Terlebih lagi, kami dapat membatasi cahaya ke ruang dua puluh lima kali lebih kecil dari panjang gelombangnya dan memperlambatnya hanya menjadi sebagian kecil dari kecepatannya dalam ruang hampa, ini membuka kemungkinan baru untuk memanipulasi cahaya di nano.”
Penelitian ini juga menyoroti peran simetri kristal. Gipsum milik kelas bahan dengan simetri rendah, khususnya untuk sistem kristal monoklinik, yang menimbulkan perambatan cahaya asimetris dan kehilangan energi, karakteristik utama dari polariton geser.
Temuan ini melampaui penelitian mendasar propagasi fonon polariton dan dapat mendukung perkembangan di masa depan di bidang -bidang yang mengandalkan kontrol cahaya yang tepat, seperti manajemen termal, penginderaan, dan pencitraan di luar batas optik konvensional. Selain itu, penelitian ini memperkenalkan gypsum sebagai platform baru untuk mengeksplorasi konsep fotonik canggih di area yang muncul seperti fotonik non-Hermitian.
Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Kemajuan Sains .
Judul Lengkap: Visualisasi Polariton Geser Topologis dalam Film Tipis Gypsum
National Graphene Institute (NGI) adalah graphene terkemuka di dunia dan pusat material 2D, difokuskan pada penelitian mendasar. Berbasis di University of Manchester, di mana Graphene pertama kali diisolasi pada tahun 2004 oleh profesor Sir Andre Geim dan Sir Kostya Novoselov, itu adalah rumah bagi para pemimpin di bidangnya – sebuah komunitas spesialis penelitian yang memberikan penemuan transformatif. Keahlian ini dicocokkan dengan fasilitas terdepan £ 13 juta, seperti ruang bersih kelas 5 dan 6 terbesar di akademisi global, yang memberi NGI kemampuan untuk memajukan aplikasi industri yang mendasari di bidang-bidang utama termasuk: komposit, membran fungsional, bahan boring 2d-toromed, 2d-material yang berbasis 2D.
