Нанодиск дасть змогу зменшити фотонні пристрої

Науковці досягли значного прогресу у фотоніці, створивши нанодиск із дисульфіду молібдену, що суттєво покращив оптичні властивості матеріалу.

Фотоніка, наука про взаємодію світла і матеріалу, відкриває широкі можливості для створення пристроїв, що працюють із оптичними сигналами, а не електричними. Застосування фотоніки у медицині, зв’язку та квантових технологіях значно перевершує традиційні електронні рішення. Нещодавні дослідження показали, що дисульфід молібдену, який належить до дихалькогенідів перехідних металів (TMD), демонструє виняткові нелінійні оптичні властивості, зокрема при кімнатній температурі.

Вчені Технологічного університету Чалмерса змогли упакувати цей матеріал у нанодиск, зберігаючи порушену інверсну симетрію в об’ємі матеріалу, що дозволило посилити нелінійні оптичні властивості. Нанодиск показав високу здатність до генерації другої гармоніки — нелінійного процесу, який перетворює частоту світла в кілька тисяч разів ефективніше, ніж у неструктурованому матеріалі. Така конструкція може захоплювати електромагнітне поле та стискати світло, що робить її перспективною для створення мініатюрних фотонних пристроїв.

Величина нанодиска становить близько 50 нанометрів, що майже в 100 тисяч разів тонше, ніж аналогічні елементи, що використовуються у сучасних лазерних системах. Це робить його перспективним для подальшої мініатюризації нелінійної оптики та генерації заплутаних пар фотонів, що є важливим кроком до вдосконалення квантових технологій.