Điều chỉnh những thứ không thể điều chỉnh: Sóng Dirac được kiểm soát mới trong thiết bị terahertz

Bài báo thảo luận về một bước đột phá trong việc kiểm soát các plasmon polariton Dirac (DPPs), những sóng kỳ lạ kết hợp ánh sáng với chuyển động của electron trong các vật liệu siêu mỏng, đặc biệt trong dải tần terahertz (THz). Sóng THz, nằm giữa sóng vi ba và ánh sáng hồng ngoại, từ lâu đã khó kiểm soát do mất năng lượng nhanh và khả năng điều khiển kém. Các nhà nghiên cứu đã giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng các vật liệu metamaterial cách điện topo làm từ Bi2Se3 epitaxial, chỉ dẫn điện trên bề mặt, cho phép electron hành xử như các hạt không khối lượng. Bằng cách thiết kế các cấu trúc nano ghép bên ("metaelements") và điều chỉnh chính xác khoảng cách giữa chúng, họ đã thành công trong việc điều chỉnh hành vi của DPPs, tăng vectơ sóng polariton lên đến 20% và kéo dài chiều dài suy giảm hơn 50%, cho phép ánh sáng bị giới hạn chặt hơn và truyền đi xa hơn với tổn thất năng lượng ít hơn. Tiến bộ này mở đường cho các thiết bị quang tử THz hiệu quả hơn, có thể điều chỉnh được với nhiều ứng dụng rộng rãi, bao gồm