Az Einstein-portrét fényből rajzoló kristály forradalmasíthatja az optikát

Az XPANCEO Emerging Technologies Research Center kutatói, a Nobel-díjas Konsztantyin Novoszjolov vezetésével, elképesztő optikai tulajdonságokat fedeztek fel az arzén-triszulfid (As2S3) kristályos félvezetőben. Ez az anyag tartósan formálható pusztán folyamatos lézerfénnyel, bonyolult gyártási eljárások vagy drága lézerrendszerek nélkül. Különösen érdekes, hogy a fény hatására magának az anyagnak a törésmutatója is jelentősen módosul, ami a benne terjedő fény sebességét is befolyásolja. Ez az úgynevezett fotorefraktivitás, amelyet ebben az anyagban rekordmértékű, akár n = 0,3-ig terjedő változásként mértek – messze meghaladva a népszerű BaTiO3- vagy LiNbO3-alapú anyagokban mért értékeket.

Fotorefraktivitás: a fény “írja” az eszközöket

A jelentős fotorefraktivitás igazi kincs az optikai technológiákban, hiszen lehetővé teszi a fény által írt struktúrák kialakítását, ezzel leegyszerűsítve a gyártási folyamatokat. Különösen igaz ez akkor, ha komplex távközlési rendszerekhez, optikai szenzorokhoz vagy hologramok előállításához keresünk egyedülálló megoldásokat. Ilyenkor maga a fény határozza meg, hogyan terjed és terelhető az eszközön belül.

Nanoskálás minták: optikai ujjlenyomatok

Az As2S3 anyagban a törésmutató-változás ereje miatt rendkívül finom, tartós minták hozhatók létre, amelyek megbízhatóan azonosíthatók, de hamisítani vagy lemásolni rendkívül nehéz. Mindazonáltal ezek az optikai “ujjlenyomatok” ideálisak lehetnek termékek biztonságos azonosításához. A technológia lenyűgöző pontosságát jól mutatja, hogy egyszerű lézerrel a kutatók egy mintegy 700 nanométeres ponttávolságú Einstein-portrét “rajzoltak” a kristály felületére. Sőt, a módszer finomítása után akár 500 nanométeres ponttávolság is elérhető, ami 50 000 dpi felbontásnak felel meg.

Fényvezérelt anyagok: az új fotonikai forradalom

Az anyag különlegessége, hogy a fényre nemcsak optikailag, hanem fizikai méretváltozással is reagál. Megvilágítás hatására akár 5%-kal is kitágulhat – ennek köszönhetően közvetlenül alkothatók mikrolencsék vagy diffrakciós rácsok az anyag felületén. Ez nagy jelentőségű például AR-szemüvegek és “okos” kontaktlencsék terén. Az As2S3 érzékenysége a fotonikai áramköröknél és a nanoszenzoroknál is óriási előrelépést jelent. Az ilyen, fény által vezérelt, nagymértékben alakítható anyagok új korszakot nyithatnak a jövő technológiáiban.

2026, adminboss, www.sciencedaily.com alapján