Diagramme des composantes H z lorsque la source ponctuelle est placée à r = R1 (a) dans le vide et (b) concentrateur d’invisibilité a-MoO3 et r = R2 dans (c) vide et (d) concentrateur d’invisibilité a-MoO3, respectivement. Crédit : Nanophotonique, De Gruyter
Les dispositifs d’invisibilité pourraient bientôt ne plus faire partie de la science-fiction. Une nouvelle étude publiée dans la revue De Gruyter Nanophotonique par les auteurs principaux Huanyang Chen de l’Université de Xiamen, en Chine, et Qiaoliang Bao, suggère l’utilisation du trioxyde de molybdène (a-MoO3) pour remplacer les métamatériaux coûteux et difficiles à produire dans la technologie émergente des nouveaux dispositifs optiques.
L’idée d’une cape d’invisibilité peut ressembler davantage à de la magie qu’à de la science, mais les chercheurs travaillent actuellement d’arrache-pied à la production de dispositifs capables de disperser et de courber la lumière de manière à créer un effet d’invisibilité.
Jusqu’à présent, ces dispositifs reposaient sur des métamatériaux – un matériau spécialement conçu pour posséder de nouvelles propriétés que l’on ne trouve pas dans les substances naturelles ou dans les particules individuelles de ce matériau – mais l’étude de Chen et de ses co-auteurs suggère l’utilisation d’un- MoO3 pour créer ces dispositifs d’invisibilité.
Possédant des propriétés uniques, ce matériau peut fournir une excellente plate-forme pour contrôler le flux d’énergie. Les résultats de la simulation de l’équipe ont montré que lorsque des matériaux a-MoO3 cylindriques ou enroulés remplacent les métamatériaux, le concentrateur d’invisibilité simplifié peut obtenir les effets d’invisibilité électromagnétique et de concentration d’énergie qui seraient démontrés par un dispositif d’invisibilité presque parfaite.
En conséquence, l’étude montre que les matériaux hyperboliques tels que l’a-MoO3 et le pentoxyde de vanadium (V2O5) pourraient servir de nouvelle base pour l’optique de transformation, ouvrant la possibilité à des dispositifs photoniques au-delà des concentrateurs d’invisibilité, notamment des systèmes d’imagerie infrarouge et de détection améliorés.
L’optique de transformation a été un sujet brûlant en physique au cours des dernières décennies grâce à la découverte que le chemin parcouru par la lumière à travers un milieu continu peut être le même que sa propagation à travers un espace courbe qui a subi une transformation de coordonnées.
La conséquence en est que le comportement de la lumière peut être manipulé lorsqu’elle traverse un matériau, ce qui a conduit à la création d’une multitude de nouveaux dispositifs optiques, tels que des capes d’invisibilité – un matériau de camouflage qui pourrait couvrir un objet et se plier. la lumière autour d’elle la faisant presque disparaître – et d’autres dispositifs d’illusion d’optique.
« C’est la première fois que des matériaux 2D sont utilisés pour des dispositifs optiques de transformation. Habituellement, nous avons besoin de métamatériaux, mais c’est beaucoup plus simple », explique Chen. Le chercheur a poursuivi en expliquant que la première application des résultats de cette étude pourrait être un concentrateur d’énergie de grande taille capable d’améliorer de tels dispositifs. « Nous effectuons actuellement des expériences en déployant l’a-MoO3, dont nous espérons que les résultats apparaîtront très bientôt. »
Référence : « Concentrateur d’invisibilité basé sur le semi-conducteur van der Waals a-MoO3» Par Tao Hou, Sicen Tao, Haoran Mu, Qiaoliang Bao et Huanyang Chen, le 30 novembre 2021, Nanophotonique.
DOI : 10.1155/nanoph-2021-0557
