В журнале Nature Photonics ученые Массачусетского технологического института представили технологию, способную изменить оптику будущего. Исследователи разработали нанофотонные устройства — структуры, управляющие светом на уровне миллиардных долей метра. Они компактны, эффективны и могут в реальном времени менять свои свойства под действием внешних сигналов.
Основой работы стал материал сульфид бромид хрома (CrSBr). Это слоистое квантовое вещество сочетает магнитный порядок и высокую оптическую чувствительность. Его уникальные свойства объясняются экситонами — квазичастицами, возникающими при взаимодействии света с веществом. Эти экситоны позволяют материалу «захватывать» свет гораздо сильнее, чем традиционные фотонные материалы, например кремний.
Используя CrSBr, ученые создали структуры толщиной всего несколько нанометров. Более того, они показали, что, приложив слабое магнитное поле, можно изменять оптический режим материала. Свет перенаправляется без механических движущихся частей и без изменения температуры.
Это стало возможным благодаря сильному сдвигу показателя преломления, то есть способности материала изменять направление света. Взаимодействие света и вещества также приводит к образованию поляритонов — гибридных частиц, которые открывают путь к новым квантовым технологиям и миниатюрным оптическим чипам.
Пока эксперименты требуют криогенных температур, но команда MIT уже ищет родственные материалы, которые смогут работать при обычных условиях. Если это удастся, нанофотонные устройства станут основой для медицинских сканеров, телекоммуникаций и программируемых оптических платформ нового поколения.
Ранее Наука Mail рассказала о том, как нанороботы учатся искать раковые клетки, лечить сосудистые патологии и даже открывают новые возможности для нейроинтерфейсов.
