Учёные Университета Штутгарта и IIT продемонстрировали каналирование света в MoOCl₂ без волноводов
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи из Университета Штутгарта и Итальянского технологического института (IIT) продемонстрировали механизм каналирования света в естественно гиперболическом ван-дер-ваальсовом материале, не требующий нанофабрикованных волноводов. Открытие, опубликованное в журнале Nature Nanotechnology, открывает новые возможности для интегрированной фотоники и чиповой оптической связи.
Проблема волноводов
Традиционные фотонные устройства полагаются на волноводы для удержания и направления света, что необходимо для оптоволоконной связи и интегральных схем. Изготовление таких волноводов требует сложной литографии, включая нанесение резиста, литографию и травление. Этот процесс является дорогостоящим и технически сложным, ограничивая масштабирование и интеграцию. Учёные из Университета Штутгарта и IIT нашли альтернативу, основанную на свойствах материала.
Двумерный материал MoOCl₂
Группа использовала двумерный ван-дер-ваальсовый материал оксихлорид молибдена (MoOCl₂), биаксиальный кристалл, оптические свойства которого различаются по трём кристаллографическим осям. Разместив наноразмерную золотую антенну на поверхности и осветив её инфракрасным лазерным излучением, они сгенерировали сильно локализованные оптические волны, которые распространялись исключительно в одном направлении. Свет естественным образом оставался в узком канале, имитируя невидимый волновод внутри материала. Эксперименты, проведённые докторантом Фаридом Агашириновым и постдоком Андреа Манчини с помощью сканирующей ближнепольной оптической микроскопии, подтвердили направленное распространение. Результаты опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.
Перспективы для фотоники
Открытие исключает необходимость в нанофабрикованных волноводах в ряде фотонных приложений, потенциально снижая стоимость и сложность производства. Естественный механизм каналирования света может упростить проектирование систем чиповой оптической связи и квантовых технологий. Руководили исследованием профессор Харальд Гиссен из 4-го Физического института и доктор Антонио Амброзио из IIT. Подход использует внутренние свойства материала, предлагая масштабируемую альтернативу для направления света в интегрированной фотонике. Будущие работы могут быть направлены на изучение других биаксиальных материалов и практическую интеграцию устройств.
Что дальше
Команда планирует исследовать другие биаксиальные ван-дер-ваальсовы материалы со сходными свойствами. Однако остаются вопросы интеграции этих материалов с существующими полупроводниковыми производственными процессами.
1 источник
Учёные Университета Штутгарта и IIT продемонстрировали каналирование света в MoOCl₂ без волноводов
