Abstrato

Maior conversão de comprimento de onda

Grigard R.

As metasuperfícies são superfícies artificiais planares bidimensionais (2D) com 'metaátomos' de comprimento de onda inferior (i.e., nanoestruturas metálicas ou dielétricas). Quando comparados com os seus equivalentes óticos tradicionais, destacam-se pela sua capacidade de obter um melhor e mais eficiente controlo da luz. As metasuperfícies provocam frequentemente mudanças abruptas e repentinas nas características eletromagnéticas, em vez da acumulação gradual convencional que requer distâncias de propagação mais longas. Componentes óticos planares, como espelhos, lentes, placas de onda, isoladores e até hologramas com espessuras ultra-pequenas, foram desenvolvidos como resultado desta propriedade. A maioria da investigação atual sobre metassuperfícies concentra-se na personalização de efeitos óticos lineares para aplicações como camuflagem, imagem de lentes e holografia 3D. O uso de metassuperfícies para fortalecer os efeitos óticos não lineares tem recebido recentemente muita atenção por parte da comunidade científica. A criação de nanodispositivos óticos integrados com funções únicas, como conversões de frequência de banda larga e comutação ótica ultrarrápida, seria possível graças aos processos óticos não lineares eficazes resultantes. A excitação plasmónica é uma das abordagens mais eficazes para estender as respostas óticas não lineares, graças ao forte melhoramento do campo eletromagnético local induzido [1]. Como exemplo, o controlo de fase contínua na polarizabilidade não linear efetiva de metassuperfícies plasmónicas foi demonstrado através do acoplamento de luz spin-rotação. A fase da polarização não linear é frequentemente sintonizada continuamente, alterando espacialmente as orientações dos metaátomos durante os processos de geração do segundo e terceiro harmónicos, enquanto as metassuperfícies não lineares também exibem propriedades lineares homogéneas. Além disso, a ligação dos modos plasmónicos de matrizes metálicas padronizadas com a transição inter-sub-bandas de um substrato em camadas de poços multiquânticos resultou numa suscetibilidade não linear de segunda ordem ultra-elevada de até 104 pm V-1. Os materiais 2D como o grafeno e os dichalcogenetos de metais de transição (TMDCs) são amplamente explorados pelas suas propriedades óticas não lineares únicas, de forma a construir metassuperfícies plasmónicas não lineares ultraplanares. O grafeno tem um coeficiente não linear de quinta ordem cinco vezes superior ao do ouro, enquanto os materiais TMDC têm uma forte suscetibilidade magnética de segunda ordem.