Автор AZoNano 5 февраля 2021 г.

Группа исследователей, возглавляемая Колумбийским университетом, разработала уникальную платформу для программирования слоистого кристалла, позволяющую получать изображения, выходящие за рамки общепринятых ограничений.

Это открытие является важным шагом на пути к контролю над наносветом, то есть светом, который может достигать наименьших масштабов длины, которые только можно вообразить. Работа также дает представление об оптической квантовой обработке информации, которая направлена ​​на решение сложных проблем в вычислениях и коммуникациях.

«Мы смогли использовать сверхбыструю наномасштабную микроскопию, чтобы открыть новый способ управления нашими кристаллами с помощью света, включая и выключая неуловимые фотонные свойства по желанию, », – сказал Аарон Стернбах, постдокторский исследователь в Колумбия, ведущий исследователь исследования. «Эффекты кратковременны, длятся всего триллионные доли секунды, но теперь мы можем ясно наблюдать эти явления».

Исследование опубликовано 4 февраля в журнале Science .

Природа устанавливает предел того, насколько сильно свет может быть сфокусирован. Даже в микроскопе два разных объекта, которые находятся ближе этого предела, будут казаться одним. Но в особом классе слоистых кристаллических материалов, известных как кристаллы Ван де Ваальса, эти правила иногда могут быть нарушены. В этих особых случаях свет может быть ограничен без каких-либо ограничений в этих материалах, что позволяет четко видеть даже самые маленькие объекты.

В своих экспериментах колумбийские исследователи изучали кристалл Ван-дер-Ваальса, называемый диселенидом вольфрама, который представляет большой интерес из-за его потенциальной интеграции в электронные и фотонные технологии из-за его уникальной структуры и сильного взаимодействия со светом.

Когда ученые осветили кристалл импульсом света, они смогли изменить электронную структуру кристалла. Новая структура, созданная событием оптического переключения, позволила случиться чему-то очень необычному: сверхмелкие детали в наномасштабе могли перемещаться через кристалл и отображаться на его поверхности.

В отчете демонстрируется новый метод управления потоком света нано-света. Оптические манипуляции в наномасштабе, или нанофотоника, стали важной областью интереса, поскольку исследователи ищут способы удовлетворить растущий спрос на технологии, которые выходят далеко за рамки того, что возможно с помощью традиционной фотоники и электроники.

Дмитрий Басов, профессор физики Хиггинса Колумбийского университета и старший автор статьи, считает, что результаты, полученные командой, откроют новые области исследований квантовой материи.

«Лазерные импульсы позволили нам создать новое электронное состояние в этом прототипе полупроводника, хотя бы на несколько пикосекунд», он сказал. « Это открытие направляет нас на путь к оптически программируемым квантовым фазам в новых материалах».

Ученые из Института структуры и динамики материи Макса Планка, Калифорнийский университет в Сан-Диего, Вашингтонский университет, Центр вычислительной квантовой физики-Флэтайрон внесли свой вклад в исследование «Программируемые гиперболические поляритоны в ван дер Полупроводники Ваальса ".

Источник: https://www.columbia.edu/