टंगस्टन डाइसल्फ़ाइड द्वारा निर्मित वेवगाइड को कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय सैन डिएगो के इंजीनियरों द्वारा विकसित किया गया है और यह परमाणुओं की केवल तीन परतें पतली है और यह दुनिया का सबसे पतला ऑप्टिकल उपकरण है! शोधकर्ताओं ने 12 अगस्त को अपने निष्कर्ष प्रकाशित किएप्रकृति नैनोटेक्नोलॉजी.

नया वेवगाइड, लगभग 6 एंगस्ट्रॉम (1 एंगस्ट्रॉम = 10) है^-10मीटर), एक सामान्य फाइबर से 10,000 गुना पतला, और एक एकीकृत फोटोनिक सर्किट में ऑन-चिप ऑप्टिकल डिवाइस से लगभग 500 गुना पतला। इसमें एक सिलिकॉन फ्रेम पर निलंबित टंगस्टन डाइसल्फ़ाइड की एक परत होती है (टंगस्टन परमाणुओं की एक परत दो सल्फर परमाणुओं के बीच सैंडविच होती है), और एकल परत नैनोपोर पैटर्न की एक श्रृंखला से एक फोटोनिक क्रिस्टल बनाती है।

यह एकल परत क्रिस्टल विशेष है क्योंकि यह कमरे के तापमान पर एक्सिटॉन नामक इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े का समर्थन करता है, ये एक्साइटन एक मजबूत ऑप्टिकल प्रतिक्रिया उत्पन्न करते हैं जैसे कि क्रिस्टल का अपवर्तक सूचकांक इसकी सतह के चारों ओर वायु अपवर्तक सूचकांक का लगभग चार गुना होता है। इसके विपरीत, समान मोटाई वाली किसी अन्य सामग्री में इतना उच्च अपवर्तनांक नहीं होता है। जैसे ही प्रकाश क्रिस्टल के माध्यम से यात्रा करता है, इसे आंतरिक रूप से पकड़ लिया जाता है और पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब द्वारा विमान के साथ संचालित किया जाता है।

दृश्यमान स्पेक्ट्रम में वेवगाइड चैनल प्रकाश एक और विशेष विशेषता है। वेवगाइडिंग को पहले ग्राफीन के साथ प्रदर्शित किया गया है, जो परमाणु रूप से पतला है, लेकिन अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर है। टीम ने पहली बार दृश्य क्षेत्र में वेवगाइडिंग का प्रदर्शन किया। क्रिस्टल में खोदे गए नैनो आकार के छेद कुछ प्रकाश को विमान के लंबवत बिखरने की अनुमति देते हैं ताकि इसे देखा और जांचा जा सके। छिद्रों की यह श्रृंखला एक आवधिक संरचना का निर्माण करती है जो क्रिस्टल को एक गुंजयमान यंत्र के रूप में भी दोगुना बनाती है।

यह इसे प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित दृश्य प्रकाश के लिए अब तक का सबसे पतला ऑप्टिकल रेज़ोनेटर भी बनाता है। यह प्रणाली न केवल प्रकाश-पदार्थ की परस्पर क्रिया को प्रतिध्वनिपूर्वक बढ़ाती है, बल्कि प्रकाश को ऑप्टिकल वेवगाइड में जोड़ने के लिए दूसरे क्रम के झंझरी युग्मक के रूप में भी कार्य करती है।

शोधकर्ताओं ने वेवगाइड बनाने के लिए उन्नत सूक्ष्म और नैनोफैब्रिकेशन तकनीकों का उपयोग किया। संरचना बनाना विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण था। सामग्री परमाणु रूप से पतली है, इसलिए शोधकर्ताओं ने इसे सिलिकॉन फ्रेम पर लटकाने और इसे तोड़े बिना सटीक रूप से पैटर्न देने की एक प्रक्रिया तैयार की है।

टंगस्टन डाइसल्फ़ाइड वेवगाइड ऑप्टिकल डिवाइस को ऐसे आकार में स्केल करने की अवधारणा का प्रमाण है जो आज के उपकरणों की तुलना में छोटे परिमाण के आदेश हैं। इससे उच्च घनत्व, उच्च क्षमता वाले फोटोनिक चिप्स का विकास हो सकता है।