მეცნიერებმა აღმოაჩინეს მასალა, რომელიც ოპტიკური ტექნოლოგიების განვითარებას ახალ საფეხურზე გადაიყვანს. მოლიბდენის ოქსიქლორიდი (MoOCl2) არის ფენიანი კრისტალი, რომელიც სინათლესთან ისე ურთიერთქმედებს, როგორც აქამდე არცერთი ბუნებრივი მასალა.

მკვლევართა გუნდმა, რომელშიც XPANCEO-ს, სინგაპურის ეროვნული უნივერსიტეტისა და პრაღის ქიმიურ-ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის მეცნიერები შედიოდნენ, Nano Letters-ში გამოაქვეყნეს კრისტალის ოპტიკური ქცევის პირველი დეტალური რუკა. აღმოჩნდა, რომ მასალა უჩვეულო „ქამელეონის“ თვისებებით გამოირჩევა.

ლითონი თუ მინა?

კრისტალის ქცევა მისი ორიენტაციის მიხედვით იცვლება. თუ მას ერთ პოზიციაში მოათავსებთ, ის სინათლეს ლითონის მსგავსად ირეკლავს, ხოლო 90 გრადუსით შემობრუნებისას — მინასავით გამჭვირვალე ხდება. ეს ფენომენი განპირობებულია კრისტალის ექსტრემალური ოპტიკური ანისოტროპიით.

მისი სტრუქტურა მოლიბდენის ატომების ერთგანზომილებიანი ჯაჭვებისგან შედგება. შედეგად, ელექტრონები ერთ მიმართულებით ადვილად მოძრაობენ, მეორე მიმართულებით კი — ნაკლებად. ეს ქმნის გარდამავალ მდგომარეობას „ცუდ ლითონსა“ და დიელექტრიკულ მასალას შორის.

სინათლის შენელება და პრაქტიკული გამოყენება

კვლევის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მიგნებაა ე.წ. „ნულთან მიახლოებული დიელექტრიკული შეღწევადობის“ (epsilon-near-zero) წერტილი 512 ნანომეტრზე (მწვანე შუქი). ამ მდგომარეობაში სინათლე ნელდება, ხოლო კრისტალის შიგნით ელექტრული ველი ძლიერდება.

„დაკვირვება მხოლოდ პირველი ნაბიჯია, ინჟინერიას კი ზუსტი ციფრები სჭირდება“, — აცხადებს XPANCEO-ს დამფუძნებელი და კვლევის ავტორი, დოქტორი ვალენტინ ვოლკოვი. მისი თქმით, ამ მონაცემებზე დაყრდნობით შესაძლებელი გახდება მომავლის მინიატურული ოპტიკური სისტემების, მათ შორის ჭკვიანი კონტაქტური ლინზების დაპროექტება.

კრისტალის უნარი, მართოს სინათლე ადამიანის თმის ღერზე ათასჯერ თხელ ფენებში, მეცნიერებს საშუალებას აძლევს, შექმნან სუბ-დიფრაქციული ტალღის გამტარები. ეს ტექნოლოგია აუცილებელია მაღალსიჩქარიანი ოპტიკური ჩიპებისთვის, რომლებიც მონაცემებს გაცილებით ნაკლები ენერგიის მოხმარებით დაამუშავებენ.