Badacze z XPANCEO Emerging Technologies Research Center, we współpracy z laureatem Nagrody Nobla prof. Konstantinem Nowosiołowem, odkryli, że krystaliczny półprzewodnik van der Waalsa – trójsiarczek arsenu (As2S3) – wykazuje niezwykle silny efekt fotorefrakcyjny. Oznacza to, że światło ultrafioletowe o niskim natężeniu może trwale zmienić jego współczynnik załamania – nawet o Δn ≈ 0,3, co przewyższa zmiany w klasycznych materiałach takich jak BaTiO3 czy LiNbO3 – bez potrzeby drogich pomieszczeń czystych czy wymyślnych laserów femtosekundowych.

Ta właściwość pozwala bezpośrednio „zapisywać” funkcje optyczne w materiale, co jest przydatną sztuczką do tworzenia maleńkich struktur w systemach telekomunikacyjnych, kompaktowych komponentów optycznych dla czujników oraz elementów przypominających hologramy do zabezpieczeń. Efekt jest tak silny w skali nano, że może tworzyć unikalne, trudne do podrobienia „optyczne odciski palców”, idealne do walki z podróbkami.

Aby zademonstrować tę precyzję, zespół użył standardowego lasera do wyrycia mikroskopijnego portretu Alberta Einsteina na cienkim kawałku As2S3, z punktami oddalonymi o zaledwie 700 nanometrów. Posunęli się nawet do rozdzielczości ~50 000 punktów na cal (około 500 nanometrów między punktami), tworząc wzory z silnym kontrastem optycznym dzięki zmianom wywołanym światłem.

Poza samym wzorowaniem, ekspozycja na światło powoduje fizyczne rozszerzanie się As2S3 nawet o 5%, umożliwiając bezpośrednie formowanie struktur optycznych, takich jak mikrosoczewki i siatki dyfrakcyjne, na jego powierzchni. Jest to kluczowe dla rozwoju komponentów takich jak szerokokątne światłowody do okularów rozszerzonej rzeczywistości i inteligentnych soczewek kontaktowych.

Valentyn Wołkow, założyciel i dyrektor techniczny w XPANCEO, zauważył, że odkrycie tak wrażliwych naturalnych kryształów dostarcza „podstawowych elementów budulcowych” dla nowej generacji technologii napędzanej światłem, przesuwając fotonikę do przodu od jej elektrycznych korzeni. Reaktywność materiału czyni go również obiecującym dla obwodów fotonicznych i nanoczujników, co stanowi znaczący krok w manipulowaniu światłem dla technologii nowej generacji.