Lys kan ændre ultratynde materialer – og skabe fremtidens teknologi

Når lys rammer bestemte ultratynde materialer, sker der noget bemærkelsesværdigt: Atomerne begynder at bevæge sig. 

Det har forskere fra Rice University i Houston, Texas, påvist i et nyt studie, hvor de viser, hvordan lys kan ændre formen på såkaldte Janus-materialer, hvilket er halvledere, der kun består af få atomlag. Opdagelsen kan få afgørende betydning for udviklingen af fremtidens optiske og kvanteteknologiske løsninger.

Opdagelsen kan blive et gennembrud for udviklingen af hurtigere, køligere og langt mere energieffektive teknologier.

Det skriver Phys.

- Vores arbejde undersøger, hvordan strukturen i Janus-materialer påvirker deres optiske egenskaber, og hvordan lys i sig selv kan skabe kræfter inde i materialerne, siger Kunyan Zhang, ph.d. og hovedforfatter på studiet.

Forskerholdet anvendte laserlys til at undersøge, hvordan materialerne reagerede på forskellige bølgelængder. De opdagede, at lys ikke blot reflekteres eller absorberes, men også kan skabe mikroskopiske bevægelser i materialets atomer, et fænomen kendt som optostriktion. Det sker, når lysets elektromagnetiske felt påvirker atomernes position i strukturen.

Denne egenskab kan udnyttes til at designe komponenter, der styrer eller omformer lys med høj præcision, hvilket kan føre til hurtigere og mere energieffektive optiske chips og sensorer. Ifølge forskerne åbner det mulighed for teknologier, hvor information transporteres og behandles med lys i stedet for elektricitet med markant lavere varmeudvikling som følge.

Studiet viser, at selv minimale ændringer i atomlag kan have stor indflydelse på materialers optiske egenskaber. Det kan danne grundlag for nye løsninger inden for fotonik, kvanteteknologi og avancerede sensorer, og dermed potentielt ændre måden, vi udvikler fremtidens elektronik på.