[3분논문] 제27회 - 굴절률 0인 메타물질

황용섭의 3분논문 제27회입니다.

총시간은 5분 53초입니다.

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# 논문표지

# 간단한 정보

글쓴이: Parikshit Moitra, Yuanmu Yang, Zachary Anderson, Ivan I. Kravchenko,

             Dayrl P. Briggs and Jason Valentine

제목: Realization of an all-dielectric zero-index optical metamaterial

학술지: Nature Photonics

발행년월: 2013년 8월 

이어가기: http://dx.doi.org/10.1038/nphoton.2013.214

# 용어

- metamaterial: 메타물질.
파장보다 작은 구조물을 주기적으로 배열하여 자연계에 존재하지 않는 성질을 가지도록 인공적으로 만든 물질. 주로 굴절률을 음수로 만들거나 0에서 1사이의 값을 갖게 만든다.

- Dirac cone: 디락 콘.

그래핀의 밴드구조로 알려진 모양. 고깔모양 두 개의 꼭지점이 마주한 모양.

# 발췌

1. 

Light inside such large phase velocity, properties that can be applied for realizing directional emission, tunnelling waveguides, large-area single-mode devices and electromagnetic cloaks.

2.

One of the most fascinating properties of isotropic low-index materials is that light incident from free space is only transmitted over a narrow range of incidence angles.

# 그림

Figure 1: Diagram and images of fabricated ZIM structure.

a, Diagram of the ZIM structure with a unit-cell period of a = 600 nm and w = t = 260 nm. b, False-colour focused ion beam image of the ZIM before spin-coating PMMA. Inset: cross-section of the structure after PMMA filling. The fabricated sample has 11 alternating Si/SiO2 layers with silicon rod widths of 270 nm, 280 nm, 310 nm, 320 nm and 380 nm, from top to bottom.

Figure 2: Optical properties of bulk ZIM.

a, Band diagram of uniform bulk ZIM (infinitely thick) for TM polarization. Dirac cone dispersion is observed at the  point with triple degeneracy at 211 THz. The shaded area denotes regions outside the free-space light line. b, Retrieved effective permittivity and permeability of the bulk ZIM acquired using field-averaging. Inset: electric and magnetic fields within a single unit cell at zero-index frequency, indicating a strong electric monopole and magnetic dipole response. c, IFC of the TM4 band. The contours are nearly circular (that is, isotropic) for a broad frequency range and increase in size away from the zero-index frequency, indicating a progressively larger refractive index.

#결론

유전체만을 사용해서 근적외선 영역에서 동작하는 메타물질을 만들었다는 점에서 의미가 크다. 굴절률이 0이라는 특징을 이용해서 관련된 다른 연구들이 나오길 기대해본다.

끝.

2013년 9월 17일