Учёные создали наноструктуру, преобразующую свет в 72 000 раз эффективнее

Исследователи из Технического университета Граца (TU Graz), Гарварда и Техасского университета в Остине разработали метод нелинейного преобразования света, который в 72 000 раз эффективнее предыдущих материалов. Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology. Об этом пишет издание Phys.org.

Нелинейная поляризация необходима для квантовых технологий, криптографии и высокоточных измерений, но традиционно требует громоздких кристаллов и больших затрат энергии. Новая разработка сочетает полупроводниковый слой с метаповерхностью из столбиков диоксида титана, что позволяет уменьшить компоненты и снизить энергопотребление.

Ключевая идея принадлежит группе Сета Бэнка из Техасского университета: они вырастили нанометровые слои арсенида галлия с асимметричными квантовыми ямами, которые заставляют электроны двигаться в одном направлении. Однако свет должен был распространяться параллельно слоям, что неудобно на практике.

Маркус Оссиандер из TU Graz предложил метаповерхность, которая направляет свет нужным образом. При наклоне образца всего на 0,3 градуса симметрия нарушается, и нелинейная поляризация возбуждается максимально эффективно. Это открывает путь к компактным устройствам для телекоммуникаций и центров обработки данных.