Метаматериалы – это уникальные материалы, способные взаимодействовать со светом таким образом, что выходят за рамки возможностей обычных природных материалов. Они состоят из массивов "метаатомов", которые формируют желаемые структуры размером около ста нанометров. Эти структуры позволяют точно контролировать взаимодействие света и материи. Однако, до сегодняшнего дня, размеры метаатомов ограничивали практическое использование метаматериалов, так как они были гораздо больше, чем обычные атомы.
Недавно исследовательская группа под руководством Бо Чжэня из Пенсильванского университета представила новый подход, который позволяет преодолеть эти ограничения. Они разработали метод прямого проектирования атомных структур материала, используя двумерные массивы, сложенные в спиральные образования. Этот подход создает новое взаимодействие света и материи, открывая путь для развития лазеров следующего поколения, визуализации и квантовых технологий.
Исследователи использовали материал, называемый дисульфидом вольфрама (WS2), и скручивали его слои под определенными углами, создавая винтовую симметрию. Это нарушение правил, применимых к таким материалам, позволило создать 3D-нелинейные оптические материалы. Один слой WS2 обладает особой симметрией, позволяющей определенным образом взаимодействовать со светом. При определенных условиях два фотона с заданной частотой могут взаимодействовать с материалом, создавая новый фотон с удвоенной частотой. Этот процесс называется секунд-генерацией гармоник (ГВГ).
Исследователи считают, что их открытие имеет огромный потенциал для различных областей науки и технологий. Новые метаматериалы могут быть использованы в разработке более эффективных лазеров, улучшении визуализации и разработке квантовых технологий. Это открытие открывает новые горизонты для исследований и применения метаматериалов в различных областях науки и технологий
Источник:
Бумхо Ким и др. Трехмерные нелинейно-оптические материалы из скрученных двумерных интерфейсов Ван-дер-Ваальса (Bumho Kim et al, Three-dimensional nonlinear optical materials from twisted two-dimensional van der Waals interfaces), Nature Photonics (2023). DOI: 10.1038/s41566-023-01318-6
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!