Исследователи из центра перспективных технологий XPANCEO совместно с нобелевским лауреатом профессором Константином Новосёловым обнаружили, что кристаллический ван-дер-ваальсовский полупроводник арсенид трисульфида (As2S3) демонстрирует невероятно сильный фоторефрактивный эффект. Это означает, что ультрафиолетовый свет низкой интенсивности может навсегда изменить его показатель преломления — до Δn ≈ 0,3, что превосходит изменения в классических материалах вроде BaTiO3 или LiNbO3 — без необходимости в дорогих чистых комнатах или модных фемтосекундных лазерах.

Это свойство позволяет напрямую «записывать» оптические функции в материал, что весьма удобно для создания крошечных структур в телекоммуникационных системах, компактных оптических компонентов для сенсоров и голограммоподобных элементов для защиты. Эффект настолько мощный в наномасштабе, что может создавать уникальные, трудновоспроизводимые «оптические отпечатки пальцев», идеальные для борьбы с подделками.

Чтобы продемонстрировать эту точность, команда использовала стандартный лазер для вытравливания микроскопического портрета Альберта Эйнштейна на тонком кусочке As2S3 с точками, отстоящими всего на 700 нанометров друг от друга. Они даже довели разрешение до ~50 000 точек на дюйм (примерно 500 нанометров между точками), создавая узоры с сильным оптическим контрастом благодаря светоиндуцированным изменениям.

Помимо простого нанесения узоров, воздействие света заставляет As2S3 физически расширяться до 5%, что позволяет напрямую формировать оптические структуры вроде микролинз и дифракционных решёток на его поверхности. Это критически важно для разработки компонентов, таких как волноводы с широким полем зрения для очков дополненной реальности и умных контактных линз.

Валентин Волков, основатель и технический директор XPANCEO, отметил, что открытие таких чувствительных природных кристаллов предоставляет «фундаментальные строительные блоки» для нового поколения светоуправляемых технологий, продвигая фотонику дальше от её электрических корней. Отзывчивость материала также делает его перспективным для фотонных схем и наномасштабных сенсоров, что знаменует значительный шаг в манипулировании светом для технологий следующего поколения.