XPANCEO 新興技術研究中心的研究人員與諾貝爾獎得主康斯坦丁·諾沃肖洛夫教授（曼徹斯特大學和新加坡國立大學）合作，發現了三硫化二砷中不尋常的光學行為（如。2S3），一種結晶范德華半導體。他們的研究結果表明，這種材料可以透過光連續改性，甚至可以使用簡單的連續波（CW）光在奈米尺度上成形。這種方法避免了對昂貴的無塵室製造或先進的飛秒雷射系統的需求。
這項發現背後的關鍵概念是折射率，它描述了材料彎曲或減慢光的程度。折射率較高的材料能夠更好地限制和引導光線進入設備。在某些材料中，光也可以改變這種特性。這種效應稱為光折變，當暴露在光線下改變折射率時就會發生。
晶體砷2S3這種反應在低強度紫外線下也會發生。該研究報告了折射率的異常大變化（高達 Δn ≈ 0.3），超過了已知光折變材料（例如 BaTiO）中通常觀察到的值。3 或鈮酸鋰3。
為什麼強光折變性對科技很重要
以這種方式對光做出強烈響應的材料非常有用，因為它們允許將光學功能直接寫入材料中。光本身可以定義設備如何管理和引導光，而不是依賴多個機械或製造步驟。
這種能力對於許多日常技術來說非常重要。它支援創建在電信系統中引導訊號的小型結構，實現感測器和成像設備中使用的緊湊光學組件，並能夠創建用於產品認證和安全的類全像圖特徵。
奈米級光學圖案和“光學指紋”
在作為2S3這種效應在非常小的尺度上尤其強烈。折射率的巨大變化允許創建嵌入透明材料中的非常精細的圖案。這些圖案充當難以複製的獨特光學標識符，可用於防偽和可追溯性應用。
為了證明這種準確性，研究人員使用標準雷射在材料薄片上創建了阿爾伯特·愛因斯坦的單色顯微肖像，點間距僅為 700 奈米。進一步的實驗表明，該技術可以實現更精細的分辨率（每英寸約 50,000 個點，相當於點之間的 500 奈米）。因此，由於光引起的折射率變化，這些圖案顯示出高光學對比度，並且可以透過光學方法輕鬆檢測。
光驅動材料與光子學的未來
Valentyn Volkov 表示：「尋找新的功能材料，特別是在獨特的范德華晶體家族中，是推動整個光子學領域發展的基本引擎。開發先進的光學設備，例如先進的智能隱形眼鏡，是一項複雜的挑戰，需要在基礎材料科學方面打下堅實的基礎。在這些系統中，材料本身決定哪種技術是識別物理水平的關鍵要素。 XPANCEO新興技術研究中心創辦人兼技術總監。
膨脹晶體使新的光學元件成為可能
超越贊助人，作為2S3 當暴露在光線下時，它也會發生物理變化。該材料可拉伸高達 5%，使研究人員能夠直接在其表面形成光學結構，例如微透鏡和衍射光柵。這些功能對於建立用於增強現實眼鏡和智慧隱形眼鏡的寬視野波導非常重要。
該材料的響應也使其有望用於光子電路和奈米級感測器。這些特性共同代表了下一代控制和操縱光技術的重要一步。
