Fundamental Limits to the Refractive Index of Transparent Optical Materials

折射率 材料科学 超材料 谐振器 光学 宽带 色散(光学) 纳米光子学 带宽(计算) 光子超材料 高折射率聚合物 光电子学 物理 电信 计算机科学
作者
Hyungki Shim,Francesco Monticone,Owen D. Miller
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (43) 被引量:39
标识
DOI:10.1002/adma.202103946
摘要

Increasing the refractive index available for optical and nanophotonic systems opens new vistas for design, for applications ranging from broadband metalenses to ultrathin photovoltaics to high-quality-factor resonators. In this work, fundamental limits to the refractive index of any material are derived, given only the underlying electron density and either the maximum allowable dispersion or the minimum bandwidth of interest. In the realm of small to modest dispersion, the bounds are closely approached and not surpassed by a wide range of natural materials, showing that nature has already nearly reached a Pareto frontier for refractive index and dispersion. Conversely, for narrow-bandwidth applications, nature does not provide the highly dispersive, high-index materials that the bounds suggest should be possible. The theory of composites to identify metal-based metamaterials that can exhibit small losses and sizeable increases in refractive index over the current best materials is used. Moreover, if the "elusive lossless metal" can be synthesized, it is shown that it would enable arbitrarily high refractive index in the high-dispersion regime, nearly achieving the bounds even at refractive indices of 100 and beyond at optical frequencies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
风中的宛白应助similar采纳,获得10
刚刚
2秒前
2秒前
黑夜发布了新的文献求助10
3秒前
LY完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
吕如音发布了新的文献求助10
4秒前
xxLin完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI2S应助liuzengzhang666采纳,获得10
4秒前
NexusExplorer应助二月why采纳,获得10
5秒前
天天快乐应助满意的夜柳采纳,获得10
5秒前
7秒前
害羞听荷发布了新的文献求助10
7秒前
Eros完成签到,获得积分10
8秒前
闾丘初阳发布了新的文献求助10
9秒前
Lucas应助孤独的问凝采纳,获得10
9秒前
YYY发布了新的文献求助10
10秒前
冯好运完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
HouShipeng发布了新的文献求助20
11秒前
姚安白发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
Akim应助liuzengzhang666采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
wenze完成签到,获得积分10
15秒前
asas发布了新的文献求助10
15秒前
吕如音完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
陈宝宝发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
Akim应助喵miao采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
18秒前
liaoxinghui完成签到,获得积分20
18秒前
18秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3135885
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2786652
关于积分的说明 7778992
捐赠科研通 2442900
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1298731
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625219
版权声明 600870