Een internationaal team van onderzoekers heeft een natuurlijk materiaal ontdekt dat hyperboliciteit in het vlak vertoont. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , de groep beschrijft hun werk met molybdeentrioxide en wat ze vonden. Thomas Folland en Joshua Caldwell van de Vanderbilt University bieden in hetzelfde tijdschriftnummer een News and Views-stuk aan over het werk van het team.

Zoals Folland en Caldwell opmerken, hyperbolische materialen zijn materialen die extreem reflecterend zijn voor licht langs één as en een normale reflectie hebben langs een andere as. In de meeste van dergelijke materialen de twee assen liggen niet op hetzelfde vlak. Maar zoals Folland en Caldwell verder opmerken, een materiaal waarin ze zich in hetzelfde vlak bevinden, zou waardevol zijn omdat het zou kunnen dienen als een zeer dunne golfplaat - materialen die de polarisatie van het licht dat erop valt veranderen. Ze wijzen erop dat een dergelijke golfplaat onderzoekers in staat zou kunnen stellen golflengten op zeer kleine schaal te manipuleren. In deze nieuwe poging de onderzoekers rapporteren de ontdekking van zo'n materiaal - een natuurlijk materiaal dat molybdeentrioxide wordt genoemd.

Folland en Caldwell wijzen erop dat er een tijd in het niet al te verre verleden was dat men geloofde dat hyperboliciteit alleen bestond in door de mens gemaakte materialen. Maar slechts vier jaar geleden, het werd waargenomen in hexagonaal boornitride. Er werd ook vastgesteld dat het reflecterende gedrag van dergelijke materialen tot stand kwam door trillingen in hun kristalrooster, d.w.z. optische fononen. Dergelijke fononen bleken een lange levensduur te hebben, die diende om de absorptie van licht te voorkomen. De afgelopen jaren is een aantal natuurlijke hyperbolische materialen zijn gevonden.

Eerder werk had aangetoond dat molybdeentrioxide hyperbolisch was voor langgolvig infraroodlicht. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben aangetoond dat het ook hyperboliciteit in het vlak vertoont. Ze gebruikten hun bevinding om licht te beperken op manieren die kleiner waren dan de golflengte ervan met behulp van hyperbolische fonon-polaritonen. De levensduur van de polaritonen bleek ongeveer 10 keer langer te zijn dan voor hexagonaal boornitride.

Folland en Caldwell suggereren dat de unieke eigenschappen van molybdeentrioxide een nieuwe weg inslaan bij de ontwikkeling van nanofotonica. Ze merken ook op dat er een theorie is dat hyperbolische materialen kunnen worden gebruikt om hyperlenzen of heterostructuren te creëren.

© 2018 Wetenschap X Netwerk