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Découverte des circuits topologiques de LC transportant des vagues de fin de support sans rétrodiffusion

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Les ingénieurs ont réussi à fabriquer les circuits topologiques de LC disposés dans un modèle de nid d'abeilles où les vagues (fin de support) électromagnétiques peuvent propager sans rétrodiffusion même lorsque les voies tournent brusquement. Ces circuits peuvent convenir pour l'usage en tant que guides d'ondes électromagnétiques à haute fréquence, qui permettraient la miniaturisation et l'intégration élevée dans divers dispositifs de l'électronique, tels que des téléphones portables.

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NIMS a réussi à fabriquer les circuits topologiques de LC disposés dans un modèle de nid d'abeilles où les vagues (fin de support) électromagnétiques peuvent propager sans rétrodiffusion même lorsque les voies tournent brusquement. Ces circuits peuvent convenir pour l'usage en tant que guides d'ondes électromagnétiques à haute fréquence, qui permettraient la miniaturisation et l'intégration élevée dans divers dispositifs de l'électronique, tels que des téléphones portables.

Il y a eu une montée subite en recherchant des matériaux avec les propriétés topologiques, dont les fonctions ne sont pas influencées même si les formes d'échantillon sont changées. Des propriétés topologiques ont été découvertes la première fois dans des systèmes d'électron, et plus récemment la notion a été développée pour la lumière et les micro-ondes, qui est attendue pour être utile pour construire les guides d'ondes optiques et électromagnétiques immunisés contre la rétrodiffusion. Cependant, la réalisation des propriétés topologiques dans la lumière et les micro-ondes exige normalement les matériaux gyromagnétiques sous un champ magnétique externe, ou quelques structures complexes. Afin d'assortir des technologies existantes de l'électronique et de photonics, il est important de réaliser les propriétés topologiques basées sur les matériaux conventionnels et les structures simples.

En 2015, cette équipe de recherche a avec succès démontré les propriétés topologiques dans la lumière et les micro-ondes dans un trellis de nid d'abeilles des cylindres diélectriques, tels que le silicium. Cette fois, l'équipe a indiqué théoriquement dans un microruban, un circuit plat, ce les ondes électromagnétiques atteignent les propriétés topologiques quand les bandes métalliques forment un modèle de nid d'abeilles et les largeurs d'intra-hexagone et de bande d'inter-hexagone sont différentes. L'équipe a également fabriqué des microrubans et a mesuré les champs électriques sur leurs surfaces, et avec succès a observé la structure détaillée des modes électromagnétiques topologiques, où des vortexes de l'énergie électromagnétique polarisés dans une direction spécifique sont produits pendant la propagation des ondes.

Cette recherche démontre que la propagation topologique des ondes électromagnétiques peut être induite utilisant les matériaux conventionnels dans une structure simple. Puisque la propagation topologique d'onde électromagnétique est immunisée contre la rétrodiffusion même lorsque les voies tournent brusquement, les conceptions des circuits électromagnétiques compacts deviennent possibles, menant à la miniaturisation et à l'intégration élevée des dispositifs de l'électronique. En outre, la direction du vortex et la vorticité liée aux modes électromagnétiques topologiques peuvent être employées comme supports d'informations dans des communications à haute densité de l'information. Toutes ces caractéristiques peuvent contribuer au développement de la société de l'information avancée représentée en IoT et véhicules autonomes.