Материаловеды из Австралийского Национального Университета  создали самую тонкую в мире линзу — всего в 9 атомных слоев толщиной. Это стало возможным благодаря обнаружению у дисульфида молибдена, материала линз, необычных оптических свойств. Электромагнитной волне, проходящей через очень тонкую его пластинку «кажется», что ее толщина почти в 50 раз больше, чем на самом деле. Исследование опубликовано в журнале *Light: Science & Applications, *кратко о нем сообщает пресс-релиз университета.

Для создания линзы ученые с помощью скотча отщепили тонкий слой от монокристалла дисульфида молибдена (MoS₂). Затем, с помощью сфокусированного пучка ионов авторы обработали получившийся фрагмент, создав вогнутую линзу диаметром около 10 микрометров. Толщина исходного тонкого слоя при этом была менее 6,3 нанометра. 

Кристалл дисульфида молибдена — материала, использованного для линзы. Wikimedia Commons

Эксперименты с линзой показали, что ее оптическая толщина варьировалась от 70 нанометров в самой тонкой части, до примерно 250 на краях. Объект интенсивно взаимодействовал со светом и изменял форму фронта электромагнитной волны, как это делают обыкновенные линзы. 

Такое явление носит название гигантской длины оптического пути. Исследователи связывают его с тем, что внутри материала свет может многократно переотражаться между слоями, что и приводит к существенному увеличению его оптической толщины. Это может быть связано с его высоким коэффициентом преломления — около 5,5. Аналогичный эффект наблюдается и в графене, однако там он почти на порядок меньше.

Строение линзы (верхние изображения). Оптическая толщина линзы вдоль сечения (снизу слева) или в зависимости от количества слоев дисульфида молибдена (справа снизу). Jiong Yang et al. / Light: Science & Applications, 2016

Авторы надеются, что линзы и дифракционные решетки на основе дисульфида молибдена помогут в создании гибких дисплеев и миниатюрных камер. В частности, из небольших микронных линз можно набирать массивы, аналогичные фасетчатым глазам насекомых. У использованного в работе материала есть и еще одно преимущество: с помощью внешнего электрического поля в нем можно изменять коэффициент преломления, а значит и оптические свойства.

Автор: Владимир Королёв