Физики нашли перспективный слоистый кристалл для коротковолновой нанофотоники — 28 июля 2026 г. в 08:05:04.852
Физики нашли перспективный слоистый кристалл для коротковолновой нанофотоники Исследователи Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ вместе с коллегами из ОАЭ, Сингапура и Армении показали, что тиофосфат кадмия (CdPS₃) обладает редким для коротковолновой нанофотоники набором свойств. Он сочетает высокий показатель преломления с прозрачностью в видимой и ближней ультрафиолетовой области. Особенность исследуемого материала связана с давно известным компромиссом в оптических материалах. Чаще всего чем лучше материал пропускает коротковолновый свет, тем ниже его показатель преломления. Это ограничивает миниатюризацию: свет хуже удерживается, элементы приходится делать крупнее, а плотность размещения оптических компонентов падает. Тиофосфат кадмия оказался одним из материалов, которые заметно ослабляют эту дилемму. Он позволяет сильно «сжимать» свет, при этом не поглощая видимое и ближнее ультрафиолетовое излучение. Именно такое сочетание необходимо для создания миниатюрных волноводов, метаповерхностей, компактных спектрометров, чувствительных датчиков и фотонных микросхем. Расчеты на основе измеренных оптических постоянных показали, что волновод из тиофосфата кадмия может иметь ширину около 94 нм при длине волны 375 нм. Для сравнения: волновод из оксида титана TiO₂ при близкой длине волны и том же критерии удержания поля получается примерно 132 нм. Это означает, что элементы коротковолновых фотонных схем из тиофосфата кадмия могут быть меньше, чем из ряда других оптических материалов. Еще одна важная деталь рассматриваемого кристалла — почти одинаковый оптический отклик в плоскости слоев. Во многих слоистых материалах свет ведет себя по-разному в зависимости от направления поляризации в плоскости флейка. Такое свойство может быть полезно для специальных оптических элементов, например поляризационных фильтров, модуляторов или датчиков. Но для обычных фотонных схем это скорее усложняет проектирование. Тиофосфат кадмия, несмотря на свою кристаллическую асимметрию, в видимом диапазоне ведет себя практически изотропно в плоскости слоев. Для будущих устройств это означает более простую геометрию и предсказуемую работу. Потенциальные применения такого материала лежат в разных областях: фотонные микросхемы, компактные оптические датчики, ультрафиолетовая диагностика, приборы экологического и промышленного контроля, элементы связи и обработки сигналов, а также оптические системы для авиационной и космической аппаратуры. Подробнее: https://zanauku.ru/2026/07/27/fiziki-nashli-perspektivnyy-sloistyy-kristall-dlya-korotkovolnovoy-nanofotoniki/