2559
Дослідники описали незвичний кристал, який здатен одночасно поводитися як метал і як скло — залежно від того, під яким кутом на нього дивитися. Матеріал під назвою оксихлорид молібдену (MoOCl2) в одному напрямку відбиває світло, наче полірований метал, а якщо повернути його на 90 градусів — стає прозорим, мов скло. Роботу опубліковано в журналі Nano Letters.
Секрет такої поведінки — у будові кристала. MoOCl2 має шарувату структуру з одновимірними ланцюжками атомів молібдену. Електрони рухаються вздовж цих ланцюжків набагато вільніше, ніж упоперек, що породжує вкрай сильну оптичну анізотропію — залежність оптичних властивостей від напрямку. Уздовж ланцюжків матеріал реагує на світло як метал, а в перпендикулярному напрямку — як прозорий діелектрик.
Кількісно ця відмінність вражає: подвійне променезаломлення в площині кристала сягає приблизно 2,2 — одного з найвищих значень серед відомих матеріалів. Крім того, дослідники виявили так звану точку «епсилон біля нуля» на довжині хвилі близько 512 нанометрів, тобто в зеленій ділянці видимого спектра, де взаємодія світла з речовиною набуває особливих властивостей. При цьому робочі шари матеріалу в тисячі разів тонші за людську волосину.
Дослідження провела команда за участю компанії XPANCEO, Національного університету Сінгапуру та Університету хімії й технології у Празі; відповідальним автором виступив Валентин Волков. Науковці підкреслюють, що поєднання екстремальної анізотропії з надзвичайною тонкістю робить MoOCl2 привабливим для мініатюрної фотоніки.
Практичне значення полягає в тому, що подібні матеріали можуть стати основою для наднадкомпактних оптичних пристроїв: тонких окулярів доповненої реальності, розумних контактних лінз, компактних оптичних чипів і хвилеводів, здатних керувати світлом на масштабах, менших за довжину його хвилі. Здатність одного кристала поводитися то як дзеркало, то як скло дає інженерам новий інструмент для управління світлом у надтонких системах, де звичні матеріали вже не працюють.
