Обнаружено аномальное увеличение показателя преломления у нового класса материалов
КАЗАНЬ, 29 августа. /ТАСС/. Ученые Казанского федерального университета (КФУ) совместно с исследователями из университета Пердью (США) обнаружили аномальное увеличение показателя преломления у нового класса материалов, представляющих двойные системы кристалл - жидкость. Об этом журналистам сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ.
"Сотрудники НИЛ "Квантовая фотоника и метаматериалы", созданной в Институте физики КФУ в рамках программы стратегического академического лидерства "Приоритет-2030" под руководством заведующего кафедрой оптики и нанофотоники Сергея Харинцева, установили, что двойные системы кристалл - жидкость, синтезируемые с помощью самосборки наночастиц или термо-оптического отжига аморфных пленок, могут преодолеть фундаментальные ограничения показателя преломления среды", - говорится в сообщении.
Отмечается, что полученные в работе фундаментальные знания сформируют основу для нового научного направления в современной физике - нелокальная фотоника. Результаты исследования представлены в статье, опубликованной в журнале Optical materials express.
"В этой работе продемонстрирована фундаментальная роль импульса оптического сжатого фотона в процессе рассеяния света на двойных системах кристалл - жидкость, в которых ближний беспорядок трансформируется в дальний порядок, - приводит пресс-служба слова Харинцева, - При освещении таких систем обычным лазерным светом генерируются пространственно-сжатые фотоны, которые обладают гигантским импульсом, сравнимым с импульсом электрона. Это приводит к усиленному взаимодействию фотона и электрона в твердых телах. Главным результатом такого взаимодействия является высокий показатель преломления двойных систем кристалл - жидкость, который может достигать значений, выходящих за фундаментальные ограничения. Высокий показатель преломления открывает уникальные возможности в оптоэлектронике и квантовых вычислениях благодаря увеличенной фотонной плотности состояний, быстрым фазовым осцилляциям волнового фронта, оптическому конфайнменту, делокализации оптического ближнего поля и не только".
Соавтор статьи, сотрудник НИЛ "Квантовая фотоника и метаматериалы" Института физики КФУ Элина Батталова подчеркнула, что увеличенный импульс фотона оптического ближнего поля обеспечивает непрямые оптические переходы в металлах и полупроводниках. "Непрямые оптические переходы в твердых телах экспериментально были подтверждены с помощью электронного комбинационного рассеяния света, интенсивность и сдвиг которого зависят от размера пространственных структур и их упаковки. В наших экспериментах мы использовали этот новый спектроскопический метод для структурного анализа аморфо-кристаллического кремния и германия, галоидных перовскитов, сульфида молибдена и воды. В будущем мы планируем применить данный метод для количественного анализа локального показателя преломления двойных систем кристалл - жидкость", - рассказала Батталова.
О перспективах
Развитие новой материальной платформы, основанной на двойных системах кристалл - жидкость, критически важно для разработки передовых технологий в таких прикладных областях, как водородная энергетика, сенсорика, безрезонаторные нано-лазеры, субдифракционная широкопольная оптическая визуализация, безпроцессорные нейроморфные вычисления.
