Прорывное открытие: свет может перемещать атомы в 2D-полупроводниках

Исследователи из Университета Райс обнаружили, что свет может вызывать физическое смещение атомной решётки в ультратонких полупроводниках типа Янус (Janus TMDs — Янус TMDs). Эти асимметричные материалы, состоящие из разных химических элементов в верхнем и нижнем атомных слоях, демонстрируют усиленную чувствительность к свету благодаря встроенной электрической полярности. При облучении лазером с резонансными частотами возникает оптострикция — механическая сила, деформирующая кристаллическую структуру, что проявляется в искажении SHG-паттернов (паттернов генерации второй гармоники) генерации второй гармоники.

Эксперименты с молибден-серо-селенидом Януса, нанесённым на дисульфид молибдена, показали, что обычно симметричный шестилепестковый SHG-паттерн (паттерн генерации второй гармоники) становится асимметричным под действием света, свидетельствуя о смещении атомов. Сильная межслойная связь в материалах Януса усиливает этот эффект, позволяя измерять даже чрезвычайно малые силы через изменения в оптических сигналах. Это открывает возможность активного управления свойствами материалов с помощью света.

Обнаруженный эффект может привести к созданию более быстрых и энергоэффективных фотонных чипов, высокочувствительных сенсоров и регулируемых источников света для квантовых технологий. Способность контролировать атомные смещения светом предлагает новый механизм для разработки оптоэлектронных систем следующего поколения, работающих на основе оптических сигналов вместо электрических токов.