Новый метод обработки усилил оптические эффекты в 10 000 раз

Учёные Университет Аалто сообщили о важном шаге в развитии фотонных технологий. Исследователи разработали метод защиты хрупких материалов с ван-дер-ваальсовыми свойствами, что позволило преодолеть одно из ключевых препятствий на пути к созданию более быстрых и энергоэффективных фотонных чипов.

Новая технология предполагает использование своеобразного «бронекостюма», который предотвращает повреждение материалов в процессе обработки, открывая возможности для их более широкого применения в микро- и наноэлектронике.

Международная группа учёных, включая специалистов Университет Аалто, добилась значительного прорыва в области фотоники. Речь идёт о практическом применении атомарно тонких материалов Ван-дер-Ваальса, которые долгое время считались перспективными, но крайне сложными в обработке из-за своей хрупкости.

Как отмечают исследователи, такие материалы позволяют с высокой точностью формировать многослойные структуры, открывая возможности для разработки более быстрых и энергоэффективных фотонных чипов. Однако их уязвимость при стандартных методах нанофабрикации оставалась ключевым ограничением.

Решить проблему удалось благодаря новому подходу, который учёные описывают как «нанохирургию». Метод позволяет обрабатывать материалы без разрушения их структуры и уже продемонстрировал рекордные показатели эффективности.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials. По оценке авторов, работа открывает путь к использованию материалов Ван-дер-Ваальса не только в качестве покрытий, но и как активных элементов в фотонных и квантовых устройствах нового поколения.

Материалы Ван-дер-Ваальса, получившие широкое внимание после открытия графена, обладают уникальными свойствами и считаются перспективными для фотоники. Однако их применение ранее ограничивалось сложностью обработки — традиционные методы повреждают их структуру.

Как отметил Сяоци Цуй, проблему удалось решить с помощью защитного слоя алюминия, который снижает воздействие при обработке.

По словам Андреас Лиапис, это позволило создавать структуры с точностью менее 100 нанометров без повреждений. В результате были разработаны микродиски с добротностью свыше 1 млн, где свет может циркулировать миллионы раз с минимальными потерями.

Профессор Чжипэй Сунь подчеркнул, что результаты превосходят предыдущие достижения на несколько порядков.

Эффективное удержание света внутри микроструктур значительно усилило его взаимодействие с материалами Ван-дер-Ваальса, что привело к резкому росту нелинейных оптических эффектов.

В частности, при тестировании генерации второй гармоники учёные зафиксировали увеличение эффективности в 10 000 раз по сравнению с предыдущими результатами.

Исследователи отмечают, что сочетание высокой нелинейности таких материалов с рекордными оптическими характеристиками устраняет ключевое ограничение в развитии фотоники на их основе.

Новый подход открывает перспективы для создания реконфигурируемых фотонных схем, квантовых источников света и высокочувствительных датчиков, интегрированных на чипе.

У Вас есть новости, которые могут стать сенсацией?

Или вы хотите попробовать себя в роли редактора?
На altn.news это возможно!
Выкладывайте свои материалы, делитесь мнением и проверяйте свои способности
как журналиста или редактора.
Это просто:
✅ Скачайте приложение:
     
   

✅ Зарегистрируйтесь на сайте.
✅ Создавайте и публикуйте свои новости.
Кто знает, возможно, именно ваш материал станет следующим громким инфоповодом!
Начните уже сегодня на altn.news.

_{Редакция не несет ответственности за содержание и точность материалов, взятых, присланных или полученных из других источников. Публикация таких материалов осуществляется исключительно в информационных целях и не подразумевает автоматической поддержки или одобрения их содержания.}