a, Ilustración de la estructura reticular ortorrómbica de α-MoO3 en capas (esferas rojas, átomos de oxígeno). La estructura ortorrómbica se basa en bicapas de octaedros de MoO6 distorsionados apilados a lo largo de la dirección [010] mediante interacciones vdW. Las tres posibles posiciones de los átomos de oxígeno se denominan O1-3, y la celda unitaria se muestra discontinua. B, Esquema de la celda unitaria de α-MoO3; las constantes de celosía son a =0.396 nm, b =1,385 nm yc =0,369 nm. Esferas azules, átomos de molibdeno. C, Imagen óptica de escamas de α-MoO3. Los cristales de α-MoO3 típicamente parecen ser rectangulares debido a la estructura cristalina anisotrópica. Las flechas etiquetadas indican las direcciones de los cristales. Barra de escala, 20 µm. D, Espectro Raman tomado en el área marcada por un círculo punteado rojo en c. Las etiquetas de frecuencia rojas indican los picos Raman asociados con las vibraciones de la red que producen los RB de α-MoO3. Crédito:(c) Naturaleza (2018). DOI:10.1038 / s41586-018-0618-9
Un equipo internacional de investigadores ha descubierto un material natural que exhibe hiperbolicidad en el plano. En su artículo publicado en la revista Naturaleza , el grupo describe su trabajo con trióxido de molibdeno y lo que encontraron. Thomas Folland y Joshua Caldwell, de la Universidad de Vanderbilt, ofrecen un artículo de News and Views sobre el trabajo realizado por el equipo en el mismo número de la revista.
Como señalan Folland y Caldwell, Los materiales hiperbólicos son aquellos que son extremadamente reflectantes a la luz a lo largo de un eje y tienen reflectancia normal a lo largo de otro eje. En la mayoría de estos materiales, los dos ejes no están en el mismo plano. Pero como señalan además Folland y Caldwell, un material en el que se encuentran en el mismo plano sería valioso porque podría servir como una placa de ondas muy delgada, materiales que alteran la polarización de la luz que incide sobre él. Señalan que tal placa de onda podría permitir a los investigadores manipular longitudes de onda a una escala muy pequeña. En este nuevo esfuerzo, los investigadores informan del descubrimiento de tal material, uno natural llamado trióxido de molibdeno.
Folland y Caldwell señalan que hubo un tiempo en un pasado no muy lejano en el que se creía que la hiperbolicidad solo existía en materiales hechos por el hombre. Pero hace solo cuatro años se observó en nitruro de boro hexagonal. También se determinó que el comportamiento reflectante de dichos materiales se debió a vibraciones en su red cristalina. es decir, fonones ópticos. Se descubrió que tales fonones tienen una vida útil prolongada, que sirvió para evitar la absorción de luz. En los ultimos años, Se han encontrado varios materiales hiperbólicos naturales.
Trabajos anteriores habían demostrado que el trióxido de molibdeno era hiperbólico para la luz infrarroja de onda larga. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han demostrado que también exhibe hiperbolicidad en el plano. Utilizaron su hallazgo para confinar la luz en formas que eran más pequeñas que su longitud de onda utilizando polaritones de fonones hiperbólicos. Se encontró que la vida útil de los polaritones era aproximadamente 10 veces más larga que la del nitruro de boro hexagonal.
Folland y Caldwell sugieren que las propiedades únicas del trióxido de molibdeno podrían abrir nuevos caminos en el desarrollo de la nanofotónica. También señalan que se ha teorizado que los materiales hiperbólicos podrían usarse para crear hiperlentes o heteroestructuras.
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