Des chercheurs du Centre de recherche sur les technologies émergentes XPANCEO, en collaboration avec le lauréat du prix Nobel, le professeur Konstantin Novoselov, ont découvert que le semi-conducteur cristallin van der Waals, le trisulfure d'arsenic (As2S3), présente un effet photoréfractif remarquablement fort. Cela signifie qu'une lumière ultraviolette de faible intensité peut modifier de façon permanente son indice de réfraction - jusqu'à Δn ≈ 0,3, un changement qui dépasse ceux des matériaux classiques comme le BaTiO3 ou le LiNbO3 - sans avoir besoin de salles blanches coûteuses ou de lasers femtoseconde sophistiqués.

Cette propriété permet de 'écrire' directement des fonctions optiques dans le matériau, une astuce pratique pour créer les minuscules structures des systèmes de télécommunications, les composants optiques compacts pour les capteurs, et les caractéristiques de type hologramme pour la sécurité. L'effet est si puissant à l'échelle nanométrique qu'il peut créer des 'empreintes digitales optiques' uniques et difficiles à reproduire, idéales pour la lutte contre la contrefaçon.

Pour démontrer cette précision, l'équipe a utilisé un laser standard pour graver un portrait microscopique d'Albert Einstein sur un mince morceau d'As2S3, avec des points espacés de seulement 700 nanomètres. Ils ont même poussé la résolution à environ 50 000 points par pouce (environ 500 nanomètres entre les points), produisant des motifs avec un fort contraste optique grâce aux changements induits par la lumière.

Au-delà du simple motif, l'exposition à la lumière fait que l'As2S3 se dilate physiquement jusqu'à 5%, permettant la formation directe de structures optiques comme des microlentilles et des réseaux de diffraction sur sa surface. Ceci est crucial pour développer des composants comme des guides d'ondes à large champ de vision pour les lunettes de réalité augmentée et les lentilles de contact intelligentes.

Valentyn Volkov, fondateur et directeur technique chez XPANCEO, a noté que la découverte de cristaux naturels aussi sensibles fournit les 'blocs de construction essentiels' pour une nouvelle génération de technologie pilotée par la lumière, faisant progresser la photonique au-delà de ses racines électriques. La réactivité du matériau le rend également prometteur pour les circuits photoniques et les capteurs à l'échelle nanométrique, marquant une étape significative dans la manipulation de la lumière pour la technologie de nouvelle génération.