İnqrid Fadelli , Phys.org tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Eksitonik mənfi sınmanın sxematik təsviri. Düşən işıq şüası eksitonik materialdan keçərkən adi müsbət sınmanın əks istiqamətdə yayılır. Kredit: Honkonq Universiteti / Xiang Zhang Qrupu.

İşıq materiallardan keçdikdə, adətən istiqamətini dəyişir və proqnozlaşdırıla bilən şəkildə əyilir. Refraksiya adlanan bu istiqamət dəyişikliyi, işığın yeni bir mühitə daxil olduqda sürətindəki dəyişiklikdən qaynaqlanır. Lakin bəzi nadir hallarda işıq fərqli şəkildə, xüsusən də əks istiqamətdə əyilir və bu, mənfi refraksiya adlanır. İstiqamətdəki bu qeyri-adi dəyişiklik, inkişaf etmiş görüntüləmə sistemləri və kiçik optik cihazlar da daxil olmaqla geniş çeşiddə qabaqcıl texnologiyaların inkişafı üçün istifadə edilə bilər.

Honkonq Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda eksitonlardan (yəni, əlaqəli elektron-dəlik cütlərindən) istifadə edən maqnit yarımkeçiricisində mənfi difraksiya nümayiş etdiriblər. Onların ” Nature Nanotechnology” jurnalında dərc olunmuş məqaləsində həmçinin son dərəcə kiçik detalları həll edə bilən optik komponent olan hiperlinza kimi fəaliyyət göstərən inteqrasiya olunmuş nanofotonik çipin hazırlanması barədə məlumat verilir.

“Tədqiqatımız uzun müddətdir davam edən bir sualdan qaynaqlanıb: işığı qeyri-ənənəvi yollarla manipulyasiya etmək mümkündürmü?” məqalənin ilk müəllifi Cinqven Ma Phys.org-a bildirib.

“Bu sual 20 ildən çoxdur ki, professor Xiang Zhangın rəhbərlik etdiyi qrupumuzun əsas məşğuliyyətlərindən biri olub. Son iyirmi il ərzində bu sahə qeyri-adi optik effektlər əldə etmək üçün əsasən plazmonik metamateriallara – süni şəkildə hazırlanmış metal nanostrukturlara – etibar edib.”

Honkonq Universitetindəki professor Çjanın komandası illərdir ki, unikal keyfiyyətlərə malik diqqətlə hazırlanmış nanomühəndislik metamaterialları hazırlayır. Onların əvvəlki işlərində təqdim etdikləri strukturların müxtəlif tətbiqlər üçün perspektivli olduğu aşkar edilsə də, onları geniş miqyasda istehsal etməyin çətin olduğu da sübut edilmişdir.

Ma bildirib ki , “Bu strukturların daxili məhdudiyyəti ondan ibarətdir ki, onlar adətən on nanometr miqyasında xüsusiyyət ölçüləri tələb edir və bu da istehsal prosesini həm çətin, həm də bahalı edir”.

“Bu çətinlik bizi sadə, lakin fundamental bir suala gətirib çıxardı: normalda diqqətlə naxışlanmış metamateriallar tələb edən mənfi refraksiya fenomeni təbii, naxışsız bir materialda mövcud ola bilərmi? Bu sual tamamilə daxili bir material mexanizmindən istifadə edərək belə bir ehtimalı eksperimental olaraq nümayiş etdirmək məqsədi daşıyan bu iş üçün ilham mənbəyi oldu.”

Təbii maqnit materialından qaynaqlanan mənfi refraksiya

Ma və həmkarları laylı maqnit yarımkeçirici CrSBr-də mənfi difraksiya müşahidə etdilər. Bu material olduqca güclü eksiton reaksiyası ilə tanınır, yəni işığa və ya enerjiyə güclü reaksiya verərək eksitonlar əmələ gətirir.

Ma izah etdi ki, “CrSBr-də daxili maqnit momentləri dəqiq müəyyən edilmiş bir istiqamətdə hizalanır. Bu maqnit nizamı birbaşa əlaqəli elektron-dəlik cütləri tərəfindən əmələ gələn kvazipartiküllərin – eksitonların davranışını və onların işığı yayma və yenidən yayma üsulunu idarə edir. Biz işıq şüasını dielektrik substrat üzərində yerləşdirilmiş nazik CrSBr parçacığına yönəltdik.”

Tədqiqatçılar CrSBr-dəki eksitonların düşən şüanın (yəni materiala tətbiq olunan işıq şüasının) əks istiqamətdə işığı yenidən yaydığını müşahidə etdilər. Bu, mənfi sınmanın açıq bir əlamətidir.

Ma dedi: ” Çipdəki eksitonik hiperlin fotonik çipə inteqrasiya olunmuş dəqiq şəkildə parçalanmış CrSBr lövhəsindən ibarətdir. İşıq lövhəyə birləşdirilir və eksitonlar onu əyri trayektoriyalar boyunca istiqamətləndirir ki, bu da ölçüsü işığın dalğa uzunluğuna bərabər olan bir nöqtəyə çevrilir. Bu, tamamilə təbii şəkildə əmələ gələn bir materialın içərisində işləyən bir hiperlinza əmələ gətirir.”

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Potensial tətbiqlər və gələcək tədqiqat istiqamətləri

Ma və həmkarları təbii maqnit materialında eksitonların yaratdığı mənfi refraksiyanı müşahidə edən ilk şəxslər oldular və bu, nümunə üsulları ilə diqqətlə mühəndislik etməyə ehtiyac duyulmadı. Onların işi innovativ və qabaqcıl texnologiyaların inkişafı üçün istifadə edilə bilən nanoskalada işığı idarə etmək üçün yeni bir platforma təqdim edir.

“Tapıntılarımız əvvəllər fərqli olan iki sahəni – maqnetizm və nanofotonikanı – birbaşa və maddi-daxili şəkildə birləşdirir”, – deyə Ma bildirib.

“Praktik baxımdan, bu, yenidən konfiqurasiya edilə bilən optik komponentlər üçün yeni imkanlar açır. CrSBr-dəki maqnit sırası xarici maqnit sahəsi istifadə edilərək və ya temperaturu dəyişdirməklə dəyişdirilə bildiyindən, eyni cihaz normal və mənfi refraksiya arasında dəyişə bilər.”

Gələcəkdə tədqiqatçılar tərəfindən müəyyən edilmiş material, mikroskopiya alətləri, yüksək qətnaməli litoqrafiya texnikaları və optik hesablama sistemləri də daxil olmaqla, mənfi refraksiyaya əsaslanan müxtəlif yeni texnologiyalar yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Bu arada, Ma və həmkarları iki əsas tədqiqat istiqamətinə diqqət yetirərək bu sahədə işlərini davam etdirirlər.

Ma izah etdi: “Birincisi, CrSBr-in digər fotonik və optoelektron komponentlərlə inteqrasiyasını, məsələn, tənzimlənən super linza və ya maqnit sahəsi ilə idarə olunan optik açar kimi funksional prototip cihazlar qurmağı əhatə edir”.

“İkinci tədqiqat, kiçik burulma bucaqları olan çoxsaylı CrSBr təbəqələrinin yığınlarını araşdırır və burada yaranan Muar super qəfəsi eksiton davranışını kəskin şəkildə dəyişdirə bilər. Gələcəkdə ümid edirik ki, bu platformanı nanoskalada maqnetizm və fotonika arasındakı qarşılıqlı təsirləri öyrənmək üçün inkişaf etdirəcəyik.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Jingwen Ma və digərləri, Maqnit əmrləri ilə vasitəçilik edilən eksitonik mənfi refraksiya, Nature Nanotechnology (2026). DOI: 10.1038/s41565-025-02118-5 .

Jurnal məlumatı: Təbiət Nanotexnologiyası 

Əsas anlayışlar

MaqnetizmKvazipartiküllər və kollektiv həyəcanlarMaqnit sistemləriNanostrukturlarOptik materiallar və elementlər

© 2026 Science X Network