Tungsten disülfürden oluşan dalga kılavuzu, California San Diego Üniversitesi'ndeki mühendisler tarafından geliştirildi ve yalnızca üç atom katmanından incedir ve dünyadaki en ince optik cihazdır! Araştırmacılar bulgularını 12 Ağustos'ta yayınladılar.Doğa Nanoteknolojisi.

Yeni dalga kılavuzu yaklaşık 6 angstromdur (1 angstrom = 10^-10metre), tipik bir fiberden 10.000 kat daha ince ve entegre bir fotonik devredeki çip üzerindeki optik cihazdan yaklaşık 500 kat daha incedir. Silikon bir çerçeve üzerine asılı tek bir tungsten disülfit tabakasından oluşur (bir tungsten atomu tabakası iki kükürt atomu arasına sıkıştırılmıştır) ve tek tabaka bir dizi nano-gözenek modelinden fotonik bir kristal oluşturur.

Bu tek katmanlı kristal, oda sıcaklığında eksiton adı verilen elektron-delik çiftlerini desteklemesi açısından özeldir; bu eksitonlar, kristalin kırılma indeksi, yüzeyi etrafındaki hava kırılma indeksinin yaklaşık dört katı olacak şekilde güçlü bir optik tepki üretir. Bunun aksine, aynı kalınlığa sahip başka bir malzeme bu kadar yüksek bir kırılma indisine sahip değildir. Işık kristalin içinden geçerken dahili olarak yakalanır ve toplam dahili yansıma yoluyla düzlem boyunca iletilir.

Görünür spektrumdaki dalga kılavuzu kanalları ışığı başka bir özel özelliktir. Dalga kılavuzu daha önce atomik olarak ince olan ancak kızılötesi dalga boylarında olan grafen ile gösterilmişti. Ekip ilk kez görünür bölgede dalga kılavuzluğunu gösterdi. Kristalin içine kazınmış nanoboyutlu delikler, ışığın bir kısmının düzleme dik olarak dağılmasına izin verir, böylece gözlemlenebilir ve incelenebilir. Bu delik dizisi, kristali aynı zamanda rezonatör olarak da ikiye katlayan periyodik bir yapı üretir.

Bu aynı zamanda onu görünür ışık için şimdiye kadar deneysel olarak gösterilen en ince optik rezonatör haline getiriyor. Bu sistem yalnızca ışık-madde etkileşimini rezonans olarak arttırmakla kalmıyor, aynı zamanda ışığı optik dalga kılavuzuna bağlamak için ikinci dereceden bir ızgara bağlayıcı görevi de görüyor.

Araştırmacılar dalga kılavuzunu oluşturmak için gelişmiş mikro ve nano üretim tekniklerini kullandılar. Yapıyı oluşturmak özellikle zorlayıcıydı. Malzeme atomik olarak ince olduğundan araştırmacılar onu silikon bir çerçeveye asmak ve kırmadan tam olarak şekillendirmek için bir süreç tasarladılar.

Tungsten disülfür dalga kılavuzu, optik cihazı günümüz cihazlarından çok daha küçük boyutlara küçültmeye yönelik konseptin bir kanıtıdır. Daha yüksek yoğunluklu, daha yüksek kapasiteli fotonik çiplerin geliştirilmesine yol açabilir.