Ricerc@Sapienza

Con il presente progetto si propone lo studio teorico e sperimentale del controllo della frequenza e della direzione di propagazione di polaritoni fononici di superficie supportati da MoO3 negli intervalli di lunghezze d'onda tra 10 e 18 micron. Il controllo sarà effettuato in temperatura depositando MoO3 su un film sottile di VO2 su substrato di vetro. Il cambiamento dell'indice di rifrazione di VO2 tra le sue due fasi di semiconduttore e metallo, rispettivamente per temperature inferiori e superiori alla Tc=68 °C, consentirà di modificare le condizioni di interferenza all' interfaccia con MoO3. In questo modo sarà possibile controllare dinamicamente le condizioni di esistenza dell'onda superficiale supportata. L' MoO3 è un mezzo iperbolico naturale biassico caratterizzato da tre diverse bande di Reststrahlen (in cui la permettività elettrica è negativa) lungo i suoi tre assi principali. Viste le sue straordinarie caratteristiche dispersive l'MoO3 offre la possibilità di eccitare particolari onde polaritoniche di superficie dette "hyperbolic surface phonon-polaritons" (HSPhP). Tali stati sono di interesse per applicazioni di imaging termico e rilevamento molecolare. HSPhP possono infatti migliorare la sensibilità di detector e sensori IR grazie alla loro capacità di localizzare la luce su scala nanometrica. Indagheremo inoltre la possibilità di espandere la tipologia di stati eccitabili in tale materiale attraverso una opportuna nanostrutturazione. In particolare si studieranno stati ibridi che consentono di accoppiare fononi longitudinali (facilmente eccitabili elettricamente ma non riadiativi) a onde polaritoniche di superficie/guidate rendendo possibile lo sviluppo di sorgenti nel medio IR alimentate elettricamente. L'utilizzo del film di VO2 consente infine una accordabilità delle frequenze e/o delle direzioni di propagazione delle onde generate facilitando l'osservazione sperimentale e aumentandone la versatilità.