Los átomos en la red cristalina del disulfuro de tantalio se organizan en estrellas de seis puntas que pueden ser manipuladas por la luz. según investigadores de la Universidad de Rice. El fenómeno se puede utilizar para controlar el índice de refracción del material. Podría resultar útil para pantallas 3D, realidad virtual y en sistemas lidar para vehículos autónomos. Crédito:Weijian Li / Rice University
Los cristales microscópicos de disulfuro de tantalio tienen un papel protagonista en lo que podría convertirse en un éxito para las pantallas 3-D. realidad virtual e incluso vehículos autónomos.
Una matriz bidimensional del material tiene características ópticas únicas que se pueden controlar en condiciones ambientales y bajo iluminación general. según el ingeniero Gururaj Naik y el estudiante graduado Weijian Li de la Escuela de Ingeniería Brown de Rice.
Cuando extraen una astilla bidimensional de una muestra a granel (con esa herramienta probada y verdadera, cinta adhesiva) y alumbrarlo con luz, el material en capas reorganiza las ondas de densidad de carga de los electrones que fluyen a través, alterando su índice de refracción.
La luz emitida a lo largo del eje afectado cambia de color según la intensidad de la luz que entra.
El descubrimiento se detalla en la revista American Chemical Society. Nano letras .
"Necesitamos un material óptico que pueda cambiar el índice de refracción para aplicaciones como la realidad virtual, Pantallas 3-D, ordenadores ópticos y lidar, que es necesario para los vehículos autónomos, "dijo Naik, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática. "Al mismo tiempo, tiene que ser rápido. Solo entonces podremos habilitar estas nuevas tecnologías ".
El estudiante graduado de la Universidad de Rice, Weijian Li, se prepara para probar cristales de disulfuro de tantalio. El material tiene características ópticas únicas que se pueden controlar en condiciones ambientales y bajo iluminación general. Crédito:Jeff Fitlow
Disulfuro de tantalio, un semiconductor, compuesto en capas con un centro de metal prismático, parece encajar en la factura. El material ya es conocido por albergar ondas de densidad de carga a temperatura ambiente que permiten ajustes en su conductividad eléctrica. pero la fuerza de la entrada de luz también cambia su índice de refracción, que cuantifica la velocidad a la que viaja la luz. Eso lo hace sintonizable Dijo Naik.
Cuando se expone a la luz, la capa de tantalio se reorganiza en una red de estrellas de 12 átomos, como la estrella de David o las insignias del sheriff, que facilitan las ondas de densidad de carga. La forma en que se apilan estas estrellas determina si el compuesto es aislante o metálico a lo largo de su eje c.
Resulta que también determina su índice de refracción. La luz hace que las estrellas se realineen cambiando las ondas de densidad de carga lo suficiente como para afectar las constantes ópticas del material.
"Esto pertenece a una clase de lo que llamamos materiales fuertemente correlacionados, lo que significa que los electrones interactúan fuertemente entre sí, "Li dijo." En este caso, podemos predecir las propiedades que muestran una fuerte respuesta a algún estímulo externo ".
Que el estímulo sea tan suave como la luz blanca ambiental es una ventaja, Añadió Naik. "Este es el primer material que hemos visto donde la interacción de la luz ocurre no solo con partículas individuales, pero con una colección de partículas juntas, a temperatura ambiente, ", dijo. El fenómeno parece funcionar en disulfuro de tantalio tan delgado como 10 nanómetros y tan grueso como un milímetro, él dijo.
"Creemos que este es un descubrimiento importante para quienes estudian materiales fuertemente correlacionados para aplicaciones, ", Dijo Naik." Demostramos que la luz es una perilla muy poderosa para cambiar cómo se extiende la correlación en este material ".
