Los LED más brillantes y las células solares más eficientes son dos aplicaciones potenciales para la investigación de A * STAR sobre estructuras de celosía que pueden ralentizar o atrapar la luz.

Aprovechar la energía de las olas localizándola y suprimiendo su propagación a través de un medio es una técnica poderosa. Ahora, Alagappin Gandhi y Png Ching Eng Jason del A * STAR Institute of High Performance Computing han calculado un diseño que localiza la luz en pequeños bucles, dentro de una estructura bidimensional creada al fusionar dos celosías de periodicidades ligeramente diferentes.

La nueva técnica no se limita a la luz, y puede permitir el diseño de sistemas que pueden controlar con precisión la energía de las olas en cualquier ámbito y a cualquier escala:sonido, térmico, agua, o incluso ondas de materia como en los condensados ​​de Bose-Einstein.

Para los dispositivos basados ​​en la luz, los nuevos conocimientos podrían usarse para construir componentes fotónicos más eficientes, dijo Gandhi.

"Si modela la superficie de un LED con celosías fusionadas, ayudará a que la luz se apague de manera eficiente, "dijo Gandhi." Para una célula solar, sin embargo, las celosías fusionadas ayudarán a que la luz entre mejor para que se pueda cosechar más energía ".

La capacidad de crear resonadores en los que la luz se localiza en la superficie de un dispositivo también tiene aplicaciones en componentes de computación cuántica basados ​​en la luz. como defectos en el diamante.

Gandhi y Png diseñaron las estructuras superponiendo celosías de pequeños materiales dieléctricos circulares con períodos en una proporción simple R:R-1; por ejemplo, una celosía se fusiona con otra cuyo espaciado es 4/3 del tamaño, o 5/4, 6/5 etc.

"Crea un efecto bidimensional similar a los latidos entre dos ondas de frecuencia muy cercana, "Dijo Gandhi." Donde hay antinodos, la luz se localiza en forma de un camino cerrado ".

Gandhi dijo que la creación de una serie regular de bucles de luz localizados contrastaba con la localización de Anderson, que surge de la aleatoriedad en una estructura. "Esta es una forma sistemática de crear una gran cantidad de bucles, "Dijo Gandhi.

Gandhi y Png ejecutaron simulaciones numéricas de la propagación de la luz en un rango de longitudes de onda ligeramente por debajo del espaciado de la red, y calculó la estructura de la banda de energía. Descubrieron que a medida que aumentaba R, surgió una gran cantidad de bandas de energía cuya luz tenía una velocidad de grupo de cero, la firma de la luz localizada dentro del cristal.

Gandhi dijo que las celosías fusionadas también proporcionarían una forma para que los investigadores exploren las propiedades topológicas, como los modos de borde protegido.