波兰华沙大学的物理学家与波兰各地的科研团队合作，成功将红外光束缚在厚度仅为40纳米的材料层中。这项发表在《ACS Nano》期刊上的研究成果，利用由二硒化钼（MoSe2）制成的亚波长光栅，实现了在以往被认为不可能的尺度下对光的束缚与放大。
传统的硅基或镓基结构在如此微小的尺度下难以有效束缚光线，往往会随着尺寸缩小而丧失反射特性。研究团队通过利用二硒化钼独特的折射率克服了这一难题。光在这种材料中的传播速度仅为真空中的四分之一左右，这使得光栅能够将红外波束缚在远小于其自身波长的空间内。
提升光子性能
在纳米尺度上操控光的能力对于未来计算至关重要。随着电子电路逐渐逼近物理极限，光子技术提供了一种更快速、无质量的数据传输替代方案。该团队设计的结构充当了高效光阱，能够将红外光高度聚焦，从而触发一种被称为“三次谐波产生”的非线性光学效应。
这一过程将红外光转化为可见的蓝光。研究人员观察到，与相同材料的平整非结构化薄膜相比，这种光栅将转换效应增强了1500倍以上。
为了突破实验条件的限制，研究人员采用了分子束外延（MBE）技术来制备二硒化钼薄膜。此前的方法依赖于人工剥离，导致样品尺寸受到极大限制。而MBE技术使团队能够生长出面积达数平方英寸的均匀高质量薄膜。
这种生产方法实现了极高的长宽比。最终形成的薄膜宽度约为其厚度的一百万倍，这一比例远超普通纸张。通过证明这些超薄结构可以实现大规模制造，研究人员为将光子组件集成到实用的高速硬件中提供了全新的蓝图。
