Международен екип от учени преодоля основно препятствие пред производството на по-бързи и по-ефективни фотонни микрочипове. Те са създали своеобразна броня за защита на ван дер Ваалсовите материали, които са крехки, но имат изключителни оптични и електронни свойства. В резултат на това отражателната ефективност на чипа се е увеличила с три порядъка наведнъж. Изследването открива нови възможности за преконфигурируеми фотонни схеми, квантови източници на светлина и високочувствителни оптични сензори.

Досега крехкостта на свръхтънките ван дер Ваалсови материали правеше невъзможни стандартните методи за наноскопично производство. Фокусираният йонен лъч уврежда кристалната решетка.

Решението се оказа просто, но елегантно: преди обработката материалът се покрива с тънък слой алуминий, който действа като „микроскопична броня“, за да абсорбира вредното въздействие на йонния лъч. Това позволява структурите да се изрязват с точност под 100 нанометра, като се запазва качеството на кристала, пише IE.

Използвайки този подход, изследователите създават свръхгладки ван дер Ваалсови микродискове – малки кръгли структури, които действат като капани за светлина. Качественият фактор на тези резонатори надхвърля 1 000 000, което означава, че само една милионна част от милионната част от светлината се губи на цикъл. Светлината може да циркулира вътре в диска милиони пъти, преди забележимо да избледнее. Това е с три порядъка по-добър резултат в сравнение с предишните резонансни системи на Ван дер Ваалс.

Благодарение на високата ефективност на концентрация на светлината вътре в структурата, взаимодействието ѝ с материала е драстично засилено, което води до значително увеличаване на нелинейните оптични ефекти. При тестването на генерирането на втора хармоника учените наблюдават увеличение на ефективността 10 000 пъти (четири порядъка) спрямо предишните рекорди.

Подобен невероятен напредък в ограничаването на светлината води до революция във фотониката.