Кристал, който се държи едновременно като метал и стъкло може да преобърне света на оптиката

Учените от XPANCEO, Националния университет на Сингапур и Химико-технологичния университет в Прага са открили, че кристалът MoOCl₂ (молибденов оксихлорид) притежава уникални оптични свойства, съчетаващи характеристиките на метал и стъкло. В зависимост от ориентацията кристалът се държи по различен начин: в едно положение той отразява светлината като метал, а при завъртане на 90 градуса става прозрачен като стъкло. Това явление, наречено оптична анизотропия позволява на кристала да разлага и пречупва светлината с изключителна ефективност. Стойността на двойното пречупване на материала достига приблизително 2,2.

Изследването на учените, публикувано в списанието Nano Letters за първи път предостави експериментална карта на оптичните свойства на MoOCl₂. Ключово откритие беше откриването на точката „епсилон около нула“ (ENZ) във видимия спектър при дължина на вълната 512 nm (зелена светлина). В тази точка част от оптичния отклик на материала спада почти до нула, което забавя светлината и усилва електрическото поле вътре в кристала. Това може да доведе до създаването на по-бързи и енергийно ефективни фотонни чипове. Според Д-р Валентин Волков, основател и технически директор на XPANCEO, „наблюдението на явлението е първата стъпка, но за инженерството са необходими точни цифри. Нашата работа предоставя експерименталната основа, необходима за разбиране на поведението на този материал и проектиране на устройства на негова основа с по-голяма увереност“, споделя той.

Благодарение на своята структура MoOCl₂ действа като естествена хиперболична среда, позволяваща на светлината да се разпространява по насочени наноразмерни пътища без дифракция. Това отваря пътя към създаването на свръхтънки поляризатори, вълноводи и компактни оптични системи, включително „умни“ контактни лещи и интегрални фотонни чипове.