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    Descubrimiento de circuitos LC topológicos que transportan ondas EM sin retrodispersión

    Matrices de microstrip utilizadas en esta investigación. Crédito:NIMS

    NIMS ha logrado fabricar circuitos LC topológicos dispuestos en un patrón de panal donde las ondas electromagnéticas (EM) pueden propagarse sin retrodispersión. incluso cuando los caminos giran bruscamente. Estos circuitos pueden ser adecuados para su uso como guías de ondas electromagnéticas de alta frecuencia, lo que permitiría la miniaturización y alta integración en dispositivos electrónicos como teléfonos móviles.

    Los investigadores buscan propiedades topológicas con funciones que no se vean afectadas incluso si se cambian las formas de la muestra. Las propiedades topológicas se descubrieron por primera vez en sistemas de electrones, y más recientemente, se ha desarrollado la noción de luz y microondas para construir guías de ondas ópticas y electromagnéticas inmunes a la retrodispersión. Sin embargo, la realización de propiedades topológicas en luz y microondas normalmente requiere materiales giromagnéticos bajo un campo magnético externo, o algunas otras estructuras complejas. Para igualar las tecnologías electrónicas y fotónicas existentes, es importante lograr propiedades topológicas basadas en materiales convencionales y estructuras simples.

    En 2015, Este equipo de investigación demostró propiedades topológicas en luz y microondas en un entramado de panal de cilindros dieléctricos como el silicio. Esta vez, el equipo informó que en una microbanda, Las ondas electromagnéticas alcanzan propiedades topológicas cuando las tiras metálicas forman un patrón de panal y los anchos de tira intrahexágono e interhexágono son diferentes. El equipo también fabricó microbandas y midió campos eléctricos en sus superficies, y observó con éxito la estructura detallada de los modos electromagnéticos topológicos, donde se generan vórtices de energía electromagnética polarizados en una dirección específica durante la propagación de la onda.

    Esta investigación demuestra que la propagación topológica de ondas electromagnéticas puede inducirse utilizando materiales convencionales en una estructura simple. Debido a que la propagación de ondas electromagnéticas topológicas es inmune a la retrodispersión incluso cuando las vías giran bruscamente, los diseños de circuitos electromagnéticos compactos se hacen posibles, conduciendo a la miniaturización y alta integración de dispositivos electrónicos. Además, la dirección del vórtice y la vorticidad asociada con los modos electromagnéticos topológicos pueden utilizarse como portadores de datos en comunicaciones de información de alta densidad. Todas estas características pueden contribuir al desarrollo de la sociedad de la información avanzada representada por IoT y vehículos autónomos.

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