Американские учёные разработали способ создания закрученных спиральных структур из симметричных полупроводниковых частиц, что открывает новые возможности для технологий управления светом. Исследователи из Корнеллского университета использовали специальные наночастицы, так называемые «магические кластеры», для формирования тонких плёнок с уникальными оптическими свойствами.

Главной особенностью созданных материалов является их хиральность — способность по-разному взаимодействовать со светом в зависимости от его поляризации. Традиционно такие материалы создавались из органических молекул, но команде под руководством Ричарда Робинсона, доцента кафедры материаловедения и инженерии, удалось добиться этого эффекта с использованием неорганических полупроводников.

«Круговой дихроизм означает, что материал по-разному поглощает право- и левополяризованный свет, подобно тому, как резьба определяет направление закручивания», — поясняет Робинсон. Его команда обнаружила, что контролируя геометрию высыхания плёнки, можно управлять её структурой и хиральностью.

Исследователи применили метод испарения для преобразования линейных нанокластерных сборок в спиральные формы. Полученные плёнки демонстрируют исключительно сильное взаимодействие света с веществом, превосходя предыдущие рекордные значения для неорганических полупроводников почти в сто раз.

Томас Уграс, аспирант в области прикладной и инженерной физики, отмечает универсальность метода: «Техника сборки придаёт не только хиральность, но и линейное выравнивание нанокластерным волокнам при их осаждении, делая плёнки чувствительными как к циркулярно-, так и к линейно-поляризованному свету».

Это открытие может найти применение в создании голографических 3D-дисплеев, квантовых компьютеров, работающих при комнатной температуре, сверхэкономичных устройств и даже неинвазивных медицинских диагностических систем для анализа уровня глюкозы в крови.