Физики создали наномасштабное зеркало с квантовым переключателем

Физики из Амстердамского университета разработали наномасштабное зеркало, которое можно включать и выключать с помощью электрического напряжения. Прорыв, описанный в журнале Light: Science & Applications, основан на использовании квантовых свойств двумерного материала.

Устройство представляет собой активно настраиваемую метаповерхность — ультратонкое оптическое покрытие толщиной в нанометры. Его ключевым элементом стал одноатомный слой дисульфида вольфрама (WS₂).

Особенность материала в том, что при поглощении света в нём образуются экситоны — связанные пары из электрона и «дырки». В «включённом» состоянии эти квантовые частицы заставляют устройство отражать свет в красной части спектра, подобно крошечному зеркалу. При подаче напряжения экситоны подавляются, и устройство переходит в «выключенное» состояние, поглощая весь красный свет.

Новаторство подхода — в конструкции метаповерхности, которая удерживает свет именно в слое WS₂. Это многократно усиливает взаимодействие света с веществом, позволяя квантовым эффектам работать при комнатной температуре с рекордной эффективностью.

Ранее создание таких перестраиваемых оптических компонентов на основе 2D-материалов было крайне сложной задачей. Новая технология открывает путь к созданию компактных активных оптических устройств для высокоскоростной оптической связи и фотонных вычислений, где информация передаётся фотонами, а не электронами.

Больше информации: Tom Hoekstra et al, Electrically tunable strong coupling in a hybrid-2D excitonic metasurface for optical modulation, Light: Science & Applications (2026). DOI: 10.1038/s41377-025-02079-3