Mae Waveguide a gyfansoddwyd gan disulfide twngsten wedi'i ddatblygu gan y peirianwyr ym Mhrifysgol California San Diego a dim ond tair haen o atomau yn denau a dyma'r ddyfais optegol deneuaf yn y byd! Cyhoeddodd ymchwilwyr eu canfyddiadau ar Awst 12 ynNanotechnoleg Natur.

Mae'r canllaw tonnau newydd tua 6 angstrom (1 angstrom = 10^-10metr), 10,000 gwaith yn deneuach na ffibr nodweddiadol, a thua 500 gwaith yn deneuach na dyfais optegol ar sglodion mewn cylched ffotonig integredig. Mae'n cynnwys un haen o disulfide twngsten wedi'i hongian ar ffrâm silicon (mae haen o atomau twngsten wedi'i rhyngosod rhwng dau atom sylffwr), ac mae'r haen sengl yn ffurfio grisial ffotonig o gyfres o batrymau nanopor.

Mae'r grisial haen sengl hon yn arbennig gan ei fod yn cefnogi parau twll electron o'r enw excitons, ar dymheredd ystafell, mae'r excitons hyn yn cynhyrchu ymateb optegol cryf fel bod mynegai plygiannol y grisial tua phedair gwaith y mynegai plygiannol aer o amgylch ei wyneb. Mewn cyferbyniad, nid oes gan ddeunydd arall sydd â'r un trwch fynegai plygiannol mor uchel. Wrth i olau deithio drwy'r grisial, caiff ei ddal yn fewnol a'i gynnal ar hyd yr awyren trwy adlewyrchiad mewnol llwyr.

Mae'r donfedd yn sianelu golau yn y sbectrwm gweladwy yn nodwedd arbennig arall. Mae Waveguiding wedi'i ddangos yn flaenorol gyda graphene, sydd hefyd yn atomig denau, ond ar donfeddi isgoch. Dangosodd y tîm am y tro cyntaf yn llywio tonnau yn y rhanbarth gweladwy. Mae tyllau nanog wedi'u hysgythru i'r grisial yn caniatáu rhywfaint o olau i wasgaru'n berpendicwlar i'r awyren fel y gellir ei arsylwi a'i archwilio. Mae'r amrywiaeth hon o dyllau yn cynhyrchu strwythur cyfnodol sy'n gwneud y grisial yn ddwbl fel cyseinydd hefyd.

Mae hyn hefyd yn ei wneud y cyseinydd optegol teneuaf ar gyfer golau gweladwy erioed i gael ei arddangos yn arbrofol. Mae'r system hon nid yn unig yn gwella'r rhyngweithio mater golau yn soniarus, ond mae hefyd yn gweithredu fel cyplydd gratio ail orchymyn i gyplysu'r golau â'r tonnau optegol.

Defnyddiodd ymchwilwyr dechnegau micro- a nanoffabrication uwch i greu'r canllaw tonnau. Roedd creu'r strwythur yn arbennig o heriol. Mae'r deunydd yn atomig denau, felly mae ymchwilwyr yn dyfeisio proses i'w hongian ar ffrâm silicon a'i batrwm yn union heb ei dorri.

Mae'r canllaw tonnau disulfide twngsten yn brawf o gysyniad ar gyfer lleihau'r ddyfais optegol i feintiau sy'n llai o faint na dyfeisiau heddiw. Gallai arwain at ddatblygu sglodion ffotonig dwysedd uwch, gallu uwch.