Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vrstvy vůči sobě pootočených nebo různě zkroucených 2D materiálů nemají jen speciální elektrické vlastnosti, např. ve vztahu k supravodivosti. Twistronika, tedy oblast studující tyto struktury, by mohla přinášet i materiály s exotickými optickými vlastnostmi.
Vědci z amerického CUNY (CUNY ASRC), National University of Singapore, University of Texas (Austin) a izraelské Monash University nyní v Nature ukazují, jak se světlem manipulují pootočené vrstvy oxidu molybdenového MoO3. Inspirací pro výzkum bylo chování 2 vrstev grafenu pootočených vůči sobě o 1,1 °C.
V případě MoO3 nedocházelo k optické difrakci a paprsek se (v širokém rozsahu vlnových délek) šířil přímo a jako celek. Součástí struktury MoO3 byl přitom také emitor světla (to se vzbuzovalo jiným, dopadajícím paprskem) a za normálních okolností by se očekávalo, že světlo se od něj bude šířit v podobě kruhových vln jako kolem kamene spadlého do rybníka. Když se obě vrstvy k sobě pootočily na určitý speciální úhel, namísto kruhů (rozptylu) se vytvořil rovný kanál minimální šířky – viz obrázek.
I když fotony mají obecně úplně jiné vlastnosti než elektrony, celý jev svou geometrií připomíná jednu verzi šíření elektronů ve směru potenciálu, po přímce a bez odporu – tedy elektrickou supravodivost. Jak se ukazuje, twistronika tedy dokáže poskytovat speciální prostředí i pro transport fotonů.
Využití by tyto jevy mohly nalézt v senzorech, zobrazovacích zařízeních, ale i pro přenos světla v rámci budoucích optických počítačů (vždy s malou spotřebou energie, pokud se paprsek nerozptyluje).
Topological polaritons and photonic magic angles in twisted α-MoO3 bilayers, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2359-9, www.nature.com/articles/s41586-020-2359-9
Zdroj: CUNY Advanced Science Research Center/Phys.org
