Un team di ricercatori guidati dalla Columbia University ha sviluppato una piattaforma unica per programmare un cristallo stratificato, produrre capacità di imaging oltre i limiti comuni su richiesta.

La scoperta è un passo importante verso il controllo della nanoluce, che è luce che può accedere alle scale di lunghezza più piccole immaginabili. Il lavoro fornisce anche approfondimenti per il campo dell'elaborazione dell'informazione quantistica ottica, che mira a risolvere problemi difficili nel campo dell'informatica e delle comunicazioni.

"Siamo stati in grado di utilizzare la microscopia ultraveloce su nanoscala per scoprire un nuovo modo di controllare i nostri cristalli con la luce, attivando e disattivando le proprietà fotoniche sfuggenti a piacimento, " ha detto Aaron Sternbach, ricercatore post-dottorato alla Columbia che è il ricercatore capo dello studio. "Gli effetti sono di breve durata, che dura solo per trilionesimi di secondo, eppure ora siamo in grado di osservare chiaramente questi fenomeni".

La ricerca appare il 4 febbraio sulla rivista Scienza .

La natura pone un limite alla focalizzazione della luce. Anche nei microscopi, due oggetti diversi che sono più vicini di questo limite sembrerebbero essere uno. Ma all'interno di una classe speciale di materiali cristallini stratificati, noti come cristalli di van de Waals, queste regole possono, A volte, essere rotto. In questi casi particolari, la luce può essere confinata senza limiti in questi materiali, rendendo possibile vedere chiaramente anche gli oggetti più piccoli.

Nei loro esperimenti, i ricercatori della Columbia hanno studiato il cristallo di van der Waals chiamato diseleniuro di tungsteno, che è di grande interesse per la sua potenziale integrazione nelle tecnologie elettroniche e fotoniche a causa della sua struttura unica e delle forti interazioni con la luce.

Quando gli scienziati hanno illuminato il cristallo con un impulso di luce, sono stati in grado di modificare la struttura elettronica del cristallo. La nuova struttura, creato dall'evento di commutazione ottica, permesso che accadesse qualcosa di molto insolito:dettagli super-fini, su scala nanometrica, potrebbe essere trasportato attraverso il cristallo e ripreso sulla sua superficie.

Il rapporto dimostra un nuovo metodo per controllare il flusso di luce della nanoluce. Manipolazione ottica su nanoscala, o nanofotonica, è diventata un'area di interesse critico poiché i ricercatori cercano modi per soddisfare la crescente domanda di tecnologie che vanno ben oltre ciò che è possibile con la fotonica e l'elettronica convenzionali.

Dmitri Basov, Higgins professore di fisica alla Columbia University, e autore senior sulla carta, ritiene che le scoperte del team stimoleranno nuove aree di ricerca sulla materia quantistica.

"Gli impulsi laser ci hanno permesso di creare un nuovo stato elettronico in questo semiconduttore prototipo, se solo per pochi pico-secondi, " ha detto. "Questa scoperta ci mette sulla buona strada verso fasi quantistiche programmabili otticamente in nuovi materiali. "