Гексагональный нитрид бора – материал, состоящий из слоев атомов бора и азота, образующих решетку с шестиугольными ячейками, с недавних пор интригует ученых своей необычной способностью воздействовать на электромагнитные волны.

В прошлом году исследовательский коллектив из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UC San Diego), возглавляемый профессором физики, Майклом Фоглером (Michael Fogler), продемонстрировал, что мельчайшие гранулы этого кристаллического материала могут захватывать свет, заставляя его двигаться по траекториям внутри них. В новой статье, размещенной в журнале Nano Letters, группа Фоглера дала теоретическое объяснение процессам, происходящим с захваченным светом внутри сферической гранулы.

Квазичастицы света – фононные поляритоны – не подчиняются стандартным законам отражения, но их движение в гранулах нельзя считать беспорядочным. Лучи поляритонов распространяются под фиксированными углами по отношению к атомной структуре материала, что, как сообщают исследователи, приводит к интересным резонансным эффектам.

«На определенных ”магических” частотах, траектории захваченных поляритонов могут превращаться в простые замкнутые орбиты», – заявил Фоглер. В этом случае происходит значительное усиление электрических полей, контуры которых формируют сложные сферические узоры.

Характер этих узоров и «магические» частоты определяются не размером сфероида, а его формой, т. е. отношением ширины к длине. Анализ показал, что этот единственный параметр задает фиксированный угол, под которым поляритоны распространяются относительно поверхности сфероидной гранулы.

Результатами этого исследования смогут руководствоваться инженеры при разработке на базе гексагонального нитрида бора нанорезонаторов для цветовой фильтрации или спектроскопии высокого разрешения, гиперлинз для преодоления дифракционного предела визуализации и источников инфракрасных фотонов.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365