До сих пор хрупкость сверхтонких ван-дер-ваальсовых материалов делала невозможным использование стандартных методов наноскопического производства. Фокусированный ионный пучок повреждал кристаллическую решетку.

Решение оказалось простым, но элегантным: перед обработкой материал покрывается тонким слоем алюминия, который действует как «микроскопические доспехи», поглощая разрушительное воздействие ионного пучка. Это позволяет вырезать структуры с точностью менее 100 нанометров, сохраняя качество кристалла, пишет IE.

Используя этот подход, исследователи создали сверхгладкие микродиски из ван-дер-ваальсовых материалов — крошечные круглые структуры, которые действуют как ловушки для света. Добротность этих резонаторов превысила 1 000 000, то есть, за цикл теряется только одна миллионная доля света. Свет может циркулировать внутри диска миллионы раз, прежде чем заметно затухнуть. Это на три порядка лучше предыдущих ван-дер-ваальсовых резонансных систем.

Благодаря высокой эффективности концентрации света внутри структуры его взаимодействие с материалом резко усиливается, что приводит к значительному увеличению нелинейных оптических эффектов. При тестировании генерации второй гармоники ученые наблюдали повышение эффективности в 10 000 раз (четыре порядка) по сравнению с предыдущими рекордами.

Столь невероятный прогресс в удержании света ведет к революции в фотонике.

Команда физиков из США создала универсальный маломощный оптический усилитель, способный работать во всем оптическом спектре с минимальными энергозатратами. Устройство потребляет всего несколько сотен милливатт энергии, при этом усиливает проходящий через него световой поток в 100 раз.