ท่อนำคลื่นที่ประกอบด้วยทังสเตนไดซัลไฟด์ได้รับการพัฒนาโดยวิศวกรที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโก และมีอะตอมบางเพียงสามชั้นและเป็นอุปกรณ์เกี่ยวกับแสงที่บางที่สุดในโลก! นักวิจัยเผยแพร่ผลการวิจัยของพวกเขาเมื่อวันที่ 12 ส.คนาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ.

ท่อนำคลื่นใหม่มีค่าประมาณ 6 อังสตรอม (1 อังสตรอม = 10^-10เมตร) บางกว่าไฟเบอร์ทั่วไปถึง 10,000 เท่า และบางกว่าอุปกรณ์ออปติคัลบนชิปประมาณ 500 เท่าในวงจรโฟโตนิกในตัว ประกอบด้วยทังสเตนไดซัลไฟด์ชั้นเดียวที่แขวนอยู่บนโครงซิลิกอน (ชั้นของอะตอมของทังสเตนถูกประกบอยู่ระหว่างอะตอมกำมะถันสองอะตอม) และชั้นเดียวจะทำให้เกิดผลึกโฟโตนิกจากชุดของรูปแบบนาโนพอร์

ผลึกชั้นเดียวนี้มีความพิเศษตรงที่รองรับคู่อิเล็กตรอนในรูที่เรียกว่า excitons ที่อุณหภูมิห้อง exciton เหล่านี้จะสร้างการตอบสนองทางแสงที่รุนแรง ซึ่งทำให้ดัชนีการหักเหของแสงของคริสตัลมีค่าประมาณสี่เท่าของดัชนีการหักเหของอากาศรอบพื้นผิวของมัน ในทางตรงกันข้าม วัสดุอื่นที่มีความหนาเท่ากันจะไม่มีดัชนีการหักเหของแสงสูงขนาดนั้น ขณะที่แสงเดินทางผ่านคริสตัล แสงจะถูกจับภาพภายในและเคลื่อนไปตามระนาบโดยการสะท้อนภายในทั้งหมด

ท่อนำคลื่นส่งแสงในสเปกตรัมที่มองเห็นได้เป็นคุณสมบัติพิเศษอีกประการหนึ่ง ก่อนหน้านี้ การนำคลื่นมาใช้ได้แสดงให้เห็นด้วยกราฟีน ซึ่งมีลักษณะบางเป็นอะตอมเช่นกัน แต่ที่ความยาวคลื่นอินฟราเรด ทีมงานได้สาธิตการนำคลื่นในบริเวณที่มองเห็นเป็นครั้งแรก รูขนาดนาโนที่ฝังอยู่ในคริสตัลช่วยให้แสงบางส่วนกระจายไปในแนวตั้งฉากกับระนาบ เพื่อให้สามารถสังเกตและตรวจสอบได้ แถวของรูเหล่านี้สร้างโครงสร้างเป็นคาบที่ทำให้คริสตัลทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนกลับเป็นสองเท่าเช่นกัน

นอกจากนี้ยังทำให้เครื่องสะท้อนแสงที่บางที่สุดเท่าที่เคยมีมาในการทดลองแสดงด้วยแสงที่มองเห็นได้ ระบบนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารกับแสงอย่างพ้องเสียงเท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นตัวต่อตะแกรงลำดับที่สองเพื่อจับคู่แสงเข้ากับท่อนำคลื่นแสงอีกด้วย

นักวิจัยใช้เทคนิคไมโครและนาโนแฟบริเคชันขั้นสูงเพื่อสร้างท่อนำคลื่น การสร้างโครงสร้างเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างยิ่ง วัสดุนี้มีความบางเหมือนอะตอม ดังนั้นนักวิจัยจึงคิดค้นกระบวนการเพื่อแขวนไว้บนกรอบซิลิกอนและจัดรูปแบบอย่างแม่นยำโดยไม่ทำให้แตกหัก

ท่อนำคลื่นทังสเตนไดซัลไฟด์เป็นข้อพิสูจน์แนวคิดในการลดขนาดอุปกรณ์ออพติคัลให้มีขนาดที่เล็กกว่าอุปกรณ์ในปัจจุบัน อาจนำไปสู่การพัฒนาชิปโฟโตนิกที่มีความหนาแน่นสูงขึ้นและมีความจุสูงขึ้น