Ученые поймали свет в слое, который в 1000 раз тоньше волоса
Используя уникальный материал, исследователи создали наноструктуру толщиной 40 нанометров, способную удерживать и усиливать инфракрасный свет, что открывает путь к миниатюрным фотонным технологиям
Короткое резюме
Исследователи из Варшавского университета и их коллеги создали наноструктуру, способную удерживать инфракрасный свет в слое толщиной всего 40 нанометров, что более чем в 1000 раз тоньше человеческого волоса. Это стало возможным благодаря использованию специализированного материала — диселенида молибдена (MoSe2), обладающего исключительными светопреломляющими свойствами.
Ключевым прорывом стало преодоление фундаментального ограничения, связанного с длиной волны света. Используя субволновую решётку из MoSe2 с высоким показателем преломления, учёные смогли эффективно «запереть» свет в объёме, значительно меньшем его собственной длины волны. Кроме того, материал демонстрирует нелинейные оптические эффекты, преобразуя три инфракрасных фотона в один видимый синий, причём эффективность этого процесса возросла более чем в 1500 раз благодаря концентрации света в решётке.
Данное достижение, подкреплённое масштабируемым методом производства (молекулярно-лучевая эпитаксия), открывает путь к созданию значительно более компактных и быстрых фотонных устройств, таких как фотонные интегральные схемы. Это может стать альтернативой традиционной электронике, приближаясь к её физическим пределам.
Рекордная миниатюризация
Свет успешно удержан в слое толщиной 40 нм, что более чем в 1000 раз тоньше человеческого волоса и значительно меньше длины волны инфракрасного света
Ключевой материал — MoSe2
Диселенид молибдена обладает аномально высоким показателем преломления (~4.5), что позволяет радикально уменьшить размеры структуры без потери эффективности удержания света
Усиление нелинейных эффектов
Субволновая решётка усиливает процесс генерации третьей гармоники (преобразование ИК-света в синий) более чем в 1500 раз по сравнению с плоским слоем того же материала
Масштабируемое производство
Использование молекулярно-лучевой эпитаксии (MBE) позволило создать однородные плёнки MoSe2 площадью в несколько квадратных дюймов, что критически важно для практического применения
Текст сгенерирован с использованием ИИ
