Waveguide yang dikarang oleh tungsten disulfide telah dibangunkan oleh jurutera di University of California San Diego dan ia hanya tiga lapisan atom nipis dan merupakan peranti optik paling nipis di dunia! Penyelidik menerbitkan penemuan mereka pada 12 Ogos diNanoteknologi Alam Semula Jadi.

Pandu gelombang baharu, adalah kira-kira 6 angstrom (1 angstrom = 10^-10meter), 10,000 kali lebih nipis daripada gentian biasa, dan kira-kira 500 kali lebih nipis daripada peranti optik pada cip dalam litar fotonik bersepadu. Ia terdiri daripada satu lapisan tungsten disulfida yang digantung pada bingkai silikon (lapisan atom tungsten diapit di antara dua atom sulfur), dan lapisan tunggal membentuk kristal fotonik daripada satu siri corak nanopori.

Kristal lapisan tunggal ini istimewa kerana ia menyokong pasangan lubang elektron yang dipanggil excitons, pada suhu bilik, excitons ini menghasilkan tindak balas optik yang kuat supaya indeks biasan kristal adalah lebih kurang empat kali indeks biasan udara di sekeliling permukaannya. Sebaliknya, bahan lain yang mempunyai ketebalan yang sama tidak mempunyai indeks biasan yang tinggi. Semasa cahaya bergerak melalui kristal, ia ditangkap secara dalaman dan dijalankan di sepanjang satah dengan pantulan dalaman total.

Pandu gelombang menyalurkan cahaya dalam spektrum yang boleh dilihat adalah satu lagi ciri khas. Pandu gelombang sebelum ini telah ditunjukkan dengan graphene, yang juga nipis secara atom, tetapi pada panjang gelombang inframerah. Pasukan ini membuat demonstrasi buat kali pertama pandu gelombang di kawasan yang boleh dilihat. Lubang bersaiz nano yang terukir ke dalam hablur membenarkan sedikit cahaya berselerak berserenjang dengan satah supaya ia boleh diperhatikan dan disiasat. Susunan lubang ini menghasilkan struktur berkala yang menjadikan kristal berganda sebagai resonator juga.

Ini juga menjadikannya resonator optik paling nipis untuk cahaya boleh dilihat yang pernah ditunjukkan secara eksperimen. Sistem ini bukan sahaja meningkatkan interaksi jirim cahaya secara bergema, tetapi juga berfungsi sebagai pengganding parut tertib kedua untuk menggandingkan cahaya ke dalam pandu gelombang optik.

Penyelidik menggunakan teknik mikro dan nanofabrikasi termaju untuk mencipta pandu gelombang. Mewujudkan struktur itu amat mencabar. Bahan itu nipis secara atom, jadi penyelidik mencipta proses untuk menggantungnya pada bingkai silikon dan mencoraknya dengan tepat tanpa memecahkannya.

Pandu gelombang tungsten disulfida ialah bukti konsep untuk mengecilkan peranti optik kepada saiz yang tertib magnitud lebih kecil daripada peranti hari ini. Ia boleh membawa kepada pembangunan kepadatan yang lebih tinggi, cip fotonik kapasiti yang lebih tinggi.