来自XPANCEO新兴技术研究中心的研究人员,与诺贝尔奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授合作,发现范德华半导体晶体三硫化二砷(As2S3)展现出异常强烈的光折变效应。这意味着低强度紫外线可以永久改变其折射率——变化幅度高达Δn≈0.3,这一变化超过了BaTiO3或LiNbO3等经典材料——而且不需要昂贵的洁净室或花哨的飞秒激光。

这一特性使得光学功能可以直接“写入”材料中,对于创建电信系统中的微小结构、传感器的紧凑光学组件以及安全防伪的全息图样特征来说,是个相当方便的把戏。这种效应在纳米尺度上如此强大,以至于可以创建独特、难以复制的“光学指纹”,简直是防伪的理想选择。

为了展示这种精度,团队使用标准激光在薄片As2S3上蚀刻了一幅阿尔伯特·爱因斯坦的微观肖像,点间距仅为700纳米。他们甚至将分辨率推至约50,000点每英寸(点间距约500纳米),利用光诱导变化产生具有强烈光学对比度的图案。

除了图案化,曝光于光还会使As2S3物理膨胀高达5%,从而能够在其表面直接形成微透镜和衍射光栅等光学结构。这对于开发增强现实眼镜和智能隐形眼镜的宽视场波导等组件至关重要。

XPANCEO创始人兼首席技术官瓦伦丁·沃尔科夫指出,发现如此敏感的自然晶体为新一代光驱动技术提供了“基本构建模块”,将光子学从电气根源向前推进。该材料的响应性也使其在光子电路和纳米传感器方面前景广阔,标志着在操纵光用于下一代技术方面迈出了重要一步。