طوَّر الباحثون منصة فريدة لبرمجة بلورة ذات طبقات، وإنتاج قدرات تصوير تتجاوز الحدود المشتركة عند الطلب.
قال آرون ستيرنباخ (Aaron Sternbach)، وهو باحثٌ ما بعد الدكتوراه في جامعة كولومبيا والذي يقود الدراسة:
"لقد تمكّنا من استخدام مجهر نانو فائق السرعة لاكتشاف طريقة جديدة للتحكم في بلوراتنا بالضوء، وتشغيل الخصائص الضوئية المراوغة وإيقافها حسب الرغبة". "التأثيرات قصيرة العمر، تدوم فقط جزء من تريليون من الثانية، ومع ذلك يمكننا الآن ملاحظة هذه الظواهر بوضوح."
نُشر البحث في مجلة Science.
تضع الطبيعة حداً لمدى إحكام تركيز الضوء. حتى في المجاهر، سيبدو كائنان مختلفان أقرب من هذا الحد كأنهما واحد. ولكن ضمن فئة خاصة من المواد البلورية ذات الطبقات - تُعرف باسم بلورات فان دي فالس - يمكن في بعض الأحيان كسر هذه القواعد. في هذه الحالات الخاصة، يمكن حصر الضوء دون أي قيود في هذه المواد ، مما يجعل من الممكن رؤية حتى أصغر الأشياء بوضوح.
في تجاربهم، درس باحثو كولومبيا بلورة فان دير فالس المسماة tungsten diselenide، والتي لها أهميةً كبيرةً لتكاملها المحتمل في التقنيات الإلكترونية والفوتونية بسبب بنيتها الفريدة وتفاعلاتها القوية مع الضوء.
عندما أضاء العلماء البلورة بنبضة من الضوء، تمكّنوا من تغيير التركيب الإلكتروني للبلورة. سمح الهيكل الجديد الذي تم إنشاؤه بواسطة حدث التبديل البصري، بحدوث شيء غير مألوف للغاية: يمكن نقل التفاصيل فائقة الدقة على المقياس النانوي عبر البلورة وتصويرها على سطحها.
يوضّح التقرير طريقةً جديدةً للتحكم في تدفق ضوء النانو. أصبح التلاعب البصري على المقياس النانوي، أو الفوتونات النانوية، مجالاً مهماً للاهتمام حيث يبحث الباحثون عن طرق لتلبية الطلب المتزايد على التقنيات التي تتجاوز ما هو ممكن مع الضوئيات والإلكترونيات التقليدية.
يعتقد ديمتري باسوف، أستاذ الفيزياء في جامعة كولومبيا، وكبير مؤلفي البحث، أن نتائج الفريق ستطلق مجالات جديدة للبحث في المادة الكمومية.
وقال:
"نبضات الليزر سمحت لنا بإنشاء حالة إلكترونية جديدة في هذا النموذج الأولي لأشباه الموصلات ، ولو لبضع ثوانٍ".
"هذا الاكتشاف يضعنا على الطريق الصحيح نحو مراحل كمومية قابلة للبرمجة بصريًا في مواد جديدة."