Таласовод се састоји од волфрам дисулфида је најтањи оптички уређај икада!

Таласовод састављен од волфрам дисулфида развили су инжењери са Калифорнијског универзитета у Сан Дијегу и он је танак од само три слоја атома и најтањи је оптички уређај на свету! Истраживачи су своје налазе објавили 12. августаНанотехнологија природе.

Нови таласовод је око 6 ангстрома (1 ангстрем = 10-10метара), 10.000 пута тањи од типичног влакна и око 500 пута тањи од оптичког уређаја на чипу у интегрисаном фотонском колу. Састоји се од једног слоја волфрам дисулфида суспендованог на силиконском оквиру (слој атома волфрама је у сендвичу између два атома сумпора), а једнослојни формира фотонски кристал из серије узорака нанопора.

Овај једнослојни кристал је посебан по томе што подржава парове електрон-рупа зване ексцитони, на собној температури, ови екситони стварају јак оптички одговор тако да је индекс преламања кристала приближно четири пута већи од индекса преламања ваздуха око његове површине. Насупрот томе, други материјал који има исту дебљину нема тако висок индекс преламања. Како светлост путује кроз кристал, она се хвата изнутра и води дуж равни тоталном унутрашњом рефлексијом.

Светлост таласоводних канала у видљивом спектру је још једна посебна карактеристика. Таласно вођење је раније демонстрирано са графеном, који је такође атомски танак, али на инфрацрвеним таласним дужинама. Тим је по први пут демонстрирао вођење таласа у видљивом региону. Нановеличине рупе урезане у кристал дозвољавају да се нешто светлости распрши окомито на раван тако да се може посматрати и испитати. Овај низ рупа производи периодичну структуру која чини кристал удвостручен и као резонатор.

Ово га такође чини најтањим оптичким резонатором за видљиву светлост која је икада експериментално демонстрирана. Овај систем не само да резонантно побољшава интеракцију светлост-материја, већ служи и као решеткасти спојник другог реда за спајање светлости у оптички таласовод.

Истраживачи су користили напредне технике микро- и нанофабрикације да би направили таласовод. Стварање структуре је било посебно изазовно. Материјал је атомски танак, тако да истраживачи осмишљавају процес да га суспендују на силиконском оквиру и прецизно га узоркују без ломљења.

Волфрам дисулфидни таласовод је доказ концепта за скалирање оптичког уређаја на величине које су реда величине мање од данашњих уређаја. То би могло довести до развоја фотонских чипова веће густине и већег капацитета.


Време објаве: 15.08.2019