Физики создали первый кристалл, который одновременно выглядит как металл и стекло.

Международная группа исследователей впервые детально изучила оптические свойства кристалла оксихлорида молибдена (MoOCl₂), который может лечь в основу ультратонких очков дополненной реальности и умных контактных линз. Результаты работы были опубликованы в журнале Nano Letters.

Исследователи из XPANCEO совместно с коллегами из Национального университета Сингапура и Чешского химико-технологического университета обнаружили, что кристалл MoOCl₂ обладает необычным набором свойств, которые позволяют радикально уменьшить размеры оптических устройств.

Ученые называют этот материал своего рода «оптическим хамелеоном». В зависимости от ориентации кристалл может вести себя либо как металл, отражая свет, либо как стекло, позволяя ему свободно проходить сквозь него. Такое поведение связано с чрезвычайно высокой оптической анизотропией — зависимостью свойств материала от направления распространения света.

Измерения показали, что материал обладает рекордной для природных веществ способностью изменять направление световых волн. Кроме того, исследователи обнаружили редкий эффект, при котором в определенной области зеленого спектра свет внутри кристалла значительно замедляется, а электромагнитное поле усиливается. Это позволяет существенно повысить эффективность взаимодействия света и вещества.

По мнению авторов работы, эта особенность особенно важна для фотонных микросхем нового поколения. Улучшенное взаимодействие света и материала может ускорить обработку данных и одновременно снизить энергопотребление устройства.

MoOCl₂ может найти применение в ультратонких поляризаторах, нанофотонных устройствах, миниатюрных световодах и фотонных процессорах. В будущем такие технологии могут привести к появлению контактных линз с дополненной реальностью и других компактных оптических систем, которые будут в тысячи раз тоньше человеческого волоса.