Los investigadores de Missouri S&T están demostrando un nuevo concepto para reconstruir imágenes holográficas utilizando una única monocapa de material bidimensional con un grosor de menos de un nanómetro. Su trabajo podría conducir a la creación de relojes inteligentes con pantallas holográficas, criptogramas de seguridad impresos en billetes de banco y tarjetas de crédito, y nuevas posibilidades de almacenamiento de datos.

Los investigadores describen sus hologramas ópticos no lineales atómicamente delgados en Nano letras , una de las principales revistas de investigación en nanotecnología, y prototipo de su dispositivo mediante la reconstrucción de varios tipos de imágenes holográficas con monocapas de disulfuro de tungsteno de un grosor de alrededor de 0,7 nanómetros. Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro, y una monocapa de disulfuro de tungsteno solo contiene una capa de átomos de tungsteno intercalados entre dos capas de átomos de azufre.

El enfoque se describe en el Nano letras papel "Hologramas de dicalcogenuro de metales de transición no lineales atómicamente delgados, "que se publicó en línea el viernes, 16 de agosto. Implica el uso de una sola monocapa de disulfuro de tungsteno con nanopatrones que es capaz de controlar el frente de onda de la luz. donde los patrones de holograma diseñados son perforados por un proceso de nanofabricación conocido como fresado de haz de iones enfocado.

Experimentando con la excitación láser ultrarrápida en la monocapa de disulfuro de tungsteno nanopatrón, los investigadores demostraron un holograma óptico no lineal con alta eficiencia de conversión y espesor atómico, para producir haces de vórtice ópticos y haces Airy, así como para reconstruir imágenes holográficas complejas en la segunda frecuencia armónica. Un haz de Airy es una forma de onda que parece curvarse a medida que se mueve.

En su papel los investigadores de Missouri S&T publicaron imágenes holográficas reconstruidas del carácter chino de la palabra "luz" con colores azul y verde. Creen que este nuevo tipo de holograma óptico es prometedor para aplicaciones futuras, como marcas de seguridad en billetes y tarjetas de crédito, comunicaciones ópticas, pantallas de reloj inteligente, y almacenamiento de datos.

"Podemos controlar la modulación de amplitud binaria de cero y uno simplemente grabando o manteniendo el área de la monocapa de disulfuro de tungsteno, "dice el Dr. Xiaodong Yang, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en Missouri S&T. "Nuestros hologramas poseen una eficiencia de conversión no lineal significativamente más alta que los hologramas de metasuperficies plasmónicas actualmente existentes hechos de nanoestructuras metálicas".

"Además, nuestros hologramas tienen un espesor atómico de menos de un nanómetro, mucho más delgado que el espesor habitual de decenas de nanómetros para metasuperficies plasmónicas y varios cientos de nanómetros para metasuperficies dieléctricas, "dice el Dr. Jie Gao, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en Missouri S&T y coautor del artículo.