Срочные новости раздела
Российские физики научили двумерные материалы играть со светом

Российские физики научили двумерные материалы играть со светом

Ученые Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ с коллегами из Великобритании и Сингапура открыли топологические фазовые особенности двумерных материалов. Эффект может вывести оптическую инженерию на новый технологический уровень.

Использование открытия на примере биосенсоров сразу дало рекордную чувствительность, следует из научной статьи, опубликованной в Nature Communications.

Если ХХ век был веком полупроводников, то ХХI век — это век двумерных материалов. Одна из самых перспективных областей применения материалов толщиной в один атом — оптика. Если вы носите очки, то знаете, что ваши линзы имеют строго определенные диоптрии, а острота вашего зрения в течение дня меняется. С помощью двумерных материалов получится сделать линзы, свойства которых можно будет менять в зависимости от изменения особенностей вашего зрения.

Одна из ключевых проблем, которая отделяет нас от этого светлого будущего, — огромная разница (в 1000 раз) в размерах между длинной волны света и толщиной двумерных материалов. Именно поэтому на данный момент эффективность двумерных материалов в оптике очень низкая.

Основное внимание в исследованиях в оптике ученые уделяют фазе волны — тому, сколько волна идет внутри материала. Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ изучают возможности «накопления фазы» в двумерном материале, то есть то, как заставить свет находиться внутри совершенно плоского материала достаточно долго для изменения работы системы. Им удалось найти нужную топологию в системе «двумерный материал — подложка».

У некоторых двумерных материалов большой оптический отклик. Например, ряд дихалькогенидов переходных металлов (это тончайшие, двумерные полупроводники, где один слой атомов металла располагается между двумя слоями атомов халькогена) имеют огромный показатель преломления — более 4. Для сравнения, у воды этот показатель — всего 1,3.

Двумерный материал находится на подложке, имеющей слоистую структуру. Чаще всего это кремниевая подложка с оксидом кремния. У этого материала совсем другой коэффициент преломления, сильно отличающийся от изучаемых материалов. В результате подложка обладает поверхностью нулевого отражения. За счет разницы между коэффициентами преломления двумерного материала и подложки образуется резкое изменение фазы световой волны.

Ученые рассмотрели разные двумерные пленки на разных подложках. Эффект оказался универсальным. В зависимости от материала длина волны, на которой происходил скачок фазы, была разной.

«Двумерные материалы могут обеспечивать лишь небольшую оптическую фазовую задержку из-за того, что их толщина очень мала. Чтобы решить эту проблему, мы комбинируем пленки двумерных полупроводников с подложкой SiO2/Si. В результате получаем быстрые фазовые изменения», — комментирует Алексей Арсенин, заместитель руководителя Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ.

Ученые применили найденный эффект для создания высокочувствительных биосенсоров, которые по словам Валентина Волкова, руководителя Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, позволяют добиться рекордной чувствительности и могут найти применение в огромном количестве приложений.

Источник: hi-tech.mail.ru

Последние записи - Hi-tech

самые читаемые новости

#Hi-tech

Японская компания Tama-Kyu выпустила гаджет, который называет «умными» часами. Дизайн красивый, а вот с опциями тут проблема.Дело в том, что их нет. Совсем. Часы не умеют мерять пульс или считать
подробнее...

За счет какой схемы мошенники не смогут получить доступ к сообщениям.Ученые предложили новый способ защиты групповых чатов в мессенджерах — применение постквантовых алгоритмов для шифрования.
подробнее...

На главном технособытии года Samsung провела презентацию и привезла несколько необычных устройств. Собрали самое интересное.Самый странный аппарат — Flex Hybrid. Это гибкий смартфон в виде книжки,
подробнее...

Изменение окраса — это не единственное его преимущество. В жаркие дни материал помогает охлаждать здание, в холодные — сохранять тепло внутри. Рассказываем, как это работает.Негорючий
подробнее...

Странный водоворот светло-синего цвета появился ночью недалеко от вершины вулкана Мауна-Кеа. Японский телескоп смог запечатлеть это явление.В сети публикуют фото, на котором изображена таинственная
подробнее...

Жители Милана уже успели удивиться тому шоу, которое устроили в компании. Смотрим видео с места событий.Samsung показала рекламу смартфонов  Galaxy S23 прямо на здании в Италии. Огромная 3D-проекция
подробнее...

Алгоритмы рассказали, какой марсоход запустят в 2024 году (и даже — как он будет называться!), и на какой ракете отечественные космонавты отправятся покорять Красную планету. Давайте посмотрим, какое
подробнее...

Помните видео с двуногим Atlas, который помогает строителю, забывшему сумку с инструментами? В сети появилась забавная нарезка с кадрами, не попавшими в финальный вариант ролика. На них горе-помощник
подробнее...

Ролик «Me at the zoo», который долгие годы считался первым опубликованным в видеохостинге, едва не потерял свой титул первенства. Рассказываем подробнее, что случилось и кто претендовал на место
подробнее...

Что будет, если объединить топовые AirPods Max и тапки от Crocs? Звучит как бред, но дизайнеры уже скомбинировали эти несовместимые вещи.Встречайте, AirPods Max в стиле Clogs Crocs Pollex — необычной
подробнее...

За последний год продажи китайских смартфонов заметно выросли. Об этом неоднократно писали в СМИ. Причина: уход Apple и Samsung из России. Вместе с ростом продаж увеличилось и количество страховок,
подробнее...

Популярнейший браузер Google Chrome получил важное обновление для всех пользователей Android-смартфонов. Владельцам iPhone придется чуть подождать.Инкогнито — режим в браузере, в котором у поисковика
подробнее...

Популярные нейросети уже умеют рисовать картины, писать статьи и сочинять музыку. Разработчики пошли дальше — алгоритмы теперь умеют имитировать рукописный ввод текста.Уже больше 80 лет существуют
подробнее...

Круг, лесенка или змейка? А как вы воображаете разделение календарного года на месяцы? Пользователи Twitter делятся самыми необычными визуализациями. Показываем лучшие варианты в подборке Hi-Tech
подробнее...

Анонс первого планшета китайской компании намечен на 7 февраля. Но уже сейчас известны некоторые его характеристики, а также главная особенность дизайна.Устройство получит название OnePlus Pad и будет
подробнее...

Обнаружена лучшая работа на Земле. По крайней мере, вряд ли найдется человек, который будет против заниматься делами этих специалистов по котам и кошкам.Ученые Университета ветеринарной медицины и
подробнее...

В прошлом году генеративный искусственный интеллект перешел из нишевого сегмента в массовый, считают некоторые аналитики. Используя множество доступных программ, пользователи дают разработчикам еще
подробнее...

Эксперты из Google Research представили MusicLM — новую нейросеть, которая умеет писать музыку по текстовому описанию. Картинок от DALL-E 2 и Stable Diffusion насмотрелись, теперь пришло время слушать
подробнее...