Прохождение света сквозь разные материалы обычно сопровождается закономерным изменением его направления, которое называется рефракцией. Этот эффект возникает в результате изменения скорости распространения света при пересечении границы между двумя средами. Впрочем, встречаются исключения, когда свет отклоняется в противоположную сторону, демонстрируя феномен отрицательного преломления, пишет Phys.org.
Специалисты из Гонконга впервые достигли успеха в создании отрицательной дифракции, используя особенности поведения экситонов в магнитном полупроводнике CrSBr. Им удалось сконструировать особый нанофотонный чип, выполняющий роль гиперлинзы, чтобы детально исследовать ультрамалые объекты. Ранее подобные исследования велись преимущественно с применением плазмонных метаматериалов, но сложности в производстве таких структур вынудили ученых искать природные аналоги, способные воспроизводить аналогичные эффекты.
В качестве основного материала был выбран CrSBr — слоистый магнитный полупроводник, отличающийся яркой экситонной активностью. Результаты эксперимента подтвердили, что экситоны в CrSBr успешно переизлучают свет в обратном направлении, вызывая отрицательное преломление.
Итогом научной работы стала разработка новой разновидности гиперлинзы, включающей точный срез CrSBr, интегрированный в фотонный чип. Линза способна концентрировать свет в зону, близкую по размеру к длине волны света, открывая путь к развитию новых технологий в области микрооптики и диагностики.
Полученные результаты представляют значительный интерес для дальнейшего продвижения науки и техники, особенно в сферах нанотехнологий и квантовой электроники. Способность регулировать направление преломления, управляя внешними факторами, позволяет проектировать адаптируемые оптические компоненты, такие как компактные линзы и оптические переключатели.
Следующим этапом планируется изучение интеграции CrSBr с другими материалами и подробное исследование влияния внутренней структуры на экситонные процессы. Понимание взаимозависимости магнетизма и фотоники на атомарном уровне даст мощный импульс для разработки революционных технических решений.
Тем временем российские ученые разработали инновационный наноматериал для квантовых компьютеров.