С помощью квантовой физики создана самая тонка линза в мире: ее толщина всего 3 атома

Фото: ScienceAlert

Физики смогли создать линзу толщиной всего в 3 атома и таким образом теперь она является самой тонкой из когда-либо созданных. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nano Letters, пишет ScienceAlert.

Инновационный подход позволяет проходить свету большинства длин волн через линзу. Эта особенность может иметь применение в оптоволоконной связи и таких устройствах, как очки дополненной реальности.

Физики, которые создали самую тонкую линзу в мире, считают, что их инновационный подход будет способствовать развитию исследований в области линз такого типа, а также миниатюрных электронных систем.

По словам авторов, линзу можно использовать в тех случаях, когда обзор через нее не должен быть изменен, но небольшая часть света может быть использована для сбора информации.

Вместо того, чтобы использовать изогнутую поверхность прозрачного материала для преломления света, входящие волны света фокусируются с помощью ступенчатых краев с помощью дифракции. Эту технологию, известную как линза Френеля, многие годы использовали при создании тонких и легких линз, подобных тем, которые используются в маяках.

Чтобы придать этой технологии квантовый импульс, физики выгравировали концентрические кольца на тонком слое полупроводника под названием дисульфидо вольфрама (WS2). Когда WS2 поглощает свет, его электроны движутся определенным образом, оставляя зазор, который можно рассматривать как своего рода частицу.

Вместе электрон и его зазор образуют так называемый экситон, обладающий свойствами, которые способствуют эффективности фокусировки определенных длин волн света, что позволяет при этом другим длинам волн света проходить без изменений.

Размер колец и расстояние между ними позволяют линзе фокусировать красный свет на расстоянии 1 миллиметра. Физики обнаружили, что хотя линза работает при комнатной температуре, при более низких температурах ее возможности фокусировки становятся еще лучше.

Теперь ученые хотят провести дополнительные эксперименты, чтобы увидеть, как можно дальше управлять поведением экситонов, чтобы повысить эффективность и возможности линзы.

Будущие исследования могут включать в себя, например, оптические покрытия, которые можно будет наносить на другие материалы, а также изменения электрического заряда.

По словам авторов, экситоны очень чувствительны к плотности заряда в материале, и поэтому можно изменить показатель преломления материала, с помощью напряжения.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ARDinform