Forscher des MIT (Massachusetts Institute of Technology) haben eine bahnbrechende Plattform zur Manipulation von Licht im Nanobereich entwickelt, die sich ein geschichtetes Quantenmaterial namens Chromsulfidbromid (CrSBr) zunutze macht. Diese Weiterentwicklung ermöglicht die Herstellung ultrakompakter, effizienter optischer Bauelemente, die dynamisch zwischen verschiedenen optischen Modi wählen können und damit wesentliche Einschränkungen herkömmlicher nanophotonischer Materialien wie Silizium und Titandioxid überwinden.

Die einzigartigen Eigenschaften von CrSBr, insbesondere seine auf Magnetfelder reagierenden Excitonen, ermöglichen eine beispiellose Kontrolle über die Lichtinteraktion, erleichtern die Konstruktion dünnerer photonischer Strukturen und verbessern die Licht-Materie-Wechselwirkungen, ohne dass mechanische Änderungen erforderlich sind.

Die Studie zeigt, dass CrSBr optische Strukturen mit einer Dicke von nur sechs Nanometern erzeugen kann und eine kontinuierliche Anpassung des optischen Verhaltens durch einfaches Anlegen eines Magnetfeldes ermöglicht. Diese Fähigkeit könnte zu Innovationen in den Bereichen adaptive Bildgebung, Präzisionssensorik und optische neuronale Netze führen. Während die Experimente bei kryogenen Temperaturen durchgeführt wurden, untersucht das Forschungsteam auch Materialien mit höheren magnetischen Ordnungstemperaturen, um die praktischen Anwendungsmöglichkeiten dieser abstimmbaren nanophotonischen Bauelemente zu erweitern.

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Weitere Informationen: Ahmet Kemal Demir et al, Tunable nanophotonic devices and cavities based on a two-dimensional magnet, Nature Photonics (2025). DOI: 10.1038/s41566-025-01712-2 Journal information: Nature Photonics
Bild: Sampson Wilcox and Michael Hurley, MIT Research Laboratory of Electronics