Singapur’daki A*STAR Veri Depolama Enstitüsü’nden ve Rusya’daki St.Petersburg Üniversite’nden bir araştırma ekibi nano-parçacıkların belli başlı ışık-saçıcı özelliklerinin daha küçük ve daha etkili optik antenlere ve hatta görünmezlik pelerinlerine öncülük edebileceğini keşfettiler.
ACS Photonics’te yayınlanan araştırma, uygulanan elektrik alanla polarize olabilen elektriksel yalıtkan dielektrik nano-parçacıklarının ışık-saçıcı özelliklerinin nümerik hesaplamalarını ele aldı.
Araştırmacılar tarafından modellenen saydam nano-parçacıkların anahtar niteliklerinden birisi, 2’nin üzerinde bir kırıcı indise sahip olmaları. Doğadaki bütün malzemeler bir kırıcı indise sahiptir (ışığın malzeme içerisinden geçerken hızının bir ölçüsü_. 2’nin üzerindeki bir kırıcı indis ,ışığın vakum içerisindeki hızının bu ortamdaki hızından 2 kat daha fazla olduğu anlamına gelir.
Nano-parçacık modellerinin bir diğer anahtar özelliği ise şekilleriydi. Araştırmacılar, eğer küre şeklindeki bir nano-parçacık 3.5’in üzerinde kırıcı bir indise sahipse ve büyük ekseni küçük ekseninin sadece 2 katının üzerinde bir uzunluğa sahipse, ışığın ileriye doğru saçılmasını en yüksek değerine (maximize) çıkarmasının mümkün olduğunu hesapladılar
Bu durum şunu belirtiyor, eğer bir nano-parçacığın boyutunu ve en-boy oranını değiştirirseniz, bu parçacığın ışığı nasıl saçacağına karar verebilirsiniz. Bu durum, bir yapay yapı malzemesinde, geleneksek bir malzemede var olan atom ve moleküllerin yerlerini farklı nesneler ile değiştirerek üretilen meta-malzemelerde olduğu kadar foto-voltaik gibi uygulama alanlarında yararlı olabilir. Bu yapay yapı doğal olarak bulunan veya kimyasal olarak sentezlenen malzemelerden çok daha değişik elektromanyetik özelliklere sahip, görünmezlik pelerinleri gibi çeşitli araştırma çabalarına öncülük eden bir malzeme ile sonuçlanmaktadır.
A*STAR’dan (Agency for Science, Technology and Research-Bilim,Teknoloji ve Araştırma Ajansı) baş araştırmacı Boris Luk’yanchuk bir basın açıklamasında,“ Çok verimli yön antenleri gibi davranan optimize edilmiş şekilli di-elektrik parçacıkları algı cihazlarında, iletim hatlarında ve negatif kırıcı indis lensleri, optik görünmezlik pelerinleri ya da nanolazerler gibi metayüzeylerde sayısız şekilde kullanılabilir,” dedi.
Luk’yanchuk ve çalışma arkadaşları bu saydamlık gözlemlerini, nano-boyutlu cihazlar ve meta-malzemeler yaratmak için incelemeye devam edecekler.
