एक्सपैन्सियो इमर्जिंग टेक्नोलॉजीज रिसर्च सेंटर के शोधकर्ताओं ने, नोबेल पुरस्कार विजेता प्रोफेसर कोंस्टेंटिन नोवोसेलोव के सहयोग से, यह खोज की है कि क्रिस्टलीय वैन डर वाल्स सेमीकंडक्टर आर्सेनिक ट्राइसल्फाइड (As2S3) एक अद्भुत रूप से मज़बूत फोटोरिफ्रेक्टिव प्रभाव प्रदर्शित करता है। इसका मतलब है कि कम तीव्रता वाली पराबैंगनी प्रकाश स्थायी रूप से इसके अपवर्तनांक को बदल सकती है - Δn ≈ 0.3 तक, एक ऐसा परिवर्तन जो BaTiO3 या LiNbO3 जैसी क्लासिक सामग्रियों में होने वाले परिवर्तनों से भी अधिक है - बिना महंगे क्लीनरूम या फैंसी फेम्टोसेकंड लेज़रों की आवश्यकता के।
यह गुण ऑप्टिकल कार्यों को सीधे सामग्री में 'लिखने' की अनुमति देता है, जो दूरसंचार प्रणालियों में छोटी संरचनाएं बनाने, सेंसर के लिए कॉम्पैक्ट ऑप्टिकल घटक, और सुरक्षा के लिए होलोग्राम जैसी विशेषताओं के निर्माण के लिए एक सुविधाजनक तरकीब है। नैनोस्केल पर यह प्रभाव इतना शक्तिशाली है कि यह अद्वितीय, नकल करना मुश्किल 'ऑप्टिकल फिंगरप्रिंट' बना सकता है, जो नकली सामान रोकने के लिए आदर्श है।
इस सटीकता को प्रदर्शित करने के लिए, टीम ने As2S3 के एक पतले टुकड़े पर अल्बर्ट आइंस्टाइन की एक सूक्ष्म चित्र को उकेरने के लिए एक मानक लेज़र का उपयोग किया, जिसमें बिंदु महज़ 700 नैनोमीटर की दूरी पर थे। उन्होंने रिज़ॉल्यूशन को ~50,000 डॉट्स प्रति इंच (लगभग 500 नैनोमीटर बिंदुओं के बीच) तक भी बढ़ाया है, जिससे प्रकाश-प्रेरित परिवर्तनों के कारण मज़बूत ऑप्टिकल कंट्रास्ट वाले पैटर्न बनते हैं।
सिर्फ़ पैटर्न बनाने से परे, प्रकाश के संपर्क में आने से As2S3 शारीरिक रूप से 5% तक फैलता है, जिससे माइक्रोलेंस और विवर्तन ग्रेटिंग जैसी ऑप्टिकल संरचनाओं को सीधे इसकी सतह पर बनाना संभव होता है। यह ऑगमेंटेड रियलिटी चश्मे और स्मार्ट कॉन्टैक्ट लेंस के लिए वाइड फील्ड-ऑफ-व्यू वेवगाइड जैसे घटकों के विकास के लिए महत्वपूर्ण है।
एक्सपैन्सियो के संस्थापक और सीटीओ वैलेंटिन वोल्कोव ने कहा कि ऐसे संवेदनशील प्राकृतिक क्रिस्टल की खोज प्रकाश-संचालित प्रौद्योगिकी की एक नई पीढ़ी के लिए 'आवश्यक बिल्डिंग ब्लॉक्स' प्रदान करती है, जो फोटोनिक्स को इसकी विद्युत जड़ों से आगे बढ़ाती है। सामग्री की प्रतिक्रियाशीलता इसे फोटोनिक सर्किट और नैनोस्केल सेंसर के लिए भी आशाजनक बनाती है, जो नैक्स्ट-जेन टेक के लिए प्रकाश को नियंत्रित करने में एक महत्वपूर्ण कदम है।