Поворот на 2 градуса создает наноразмерную сетку, которая улавливает световую энергию при комнатной температуре
Возможно, вы когда-нибудь пытались сделать снимок экрана компьютера крупным планом и заметили волнообразный, рябящий эффект. Это возникает, когда две тонкие, повторяющиеся сетки перекрываются и слегка смещаются, например, когда пиксельная сетка сенсора вашей камеры перекрывается с пиксельной сеткой экрана. Фотографы знают это как муаровый узор и обычно пытаются от него избавиться. Учёные из Университета Твенте в сотрудничестве с учеными из Утрехта (Бразилия) и Японии специально создали такой узор. Они сложили два листа дисульфида молибдена, полупроводникового кристалла толщиной всего в три атома, и повернули верхний лист на 2 градуса. Полученный узор изменяет взаимодействие материала со светом и повторяется каждые 9 нанометров. Десять тысяч таких повторов помещаются на ширине одного человеческого волоса. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Physics, могут найти применение в сверхмалых источниках света и оптических датчиках.
Рис. Регулировочно-разрешенный анализ муаровой решетки. Источник: Nature Physics (2026). DOI: 10.1038/s41567-026-03425-x
Когда свет попадает на полупроводник, его энергия может поглощаться, создавая пары частиц, называемых экситонами. Эти пары в значительной степени определяют, как материал поглощает и излучает свет. Ученые давно предполагали, что муаровый узор может удерживать экситоны в фиксированных положениях, что позволило бы управлять светом в программируемой сетке.
До сих пор не удавалось увидеть это явление напрямую. Оптические измерения усреднялись по тысячам повторений рисунка, а более точные методы микроскопии работали только при чрезвычайно низких температурах. С помощью этого нового метода удалось продемонстрировать, что полученный муаровый узор действует как наноразмерный ландшафт, который направляет и удерживает экситоны в определенных местах при комнатной температуре.
С помощью атомарно острой иглы учёные сканировали расположенные друг над другом слои, в то время как свет точно подобранного цвета освещал их снизу. В каждой точке игла регистрировала крошечный электрический ток, генерируемый светом, что позволило составить карту мест поглощения световой энергии. Полученные карты показывают расположение каждого типа экситонов с нанометровой точностью.
Карты также выявили нечто неожиданное: разные типы экситонов скапливаются в разных точках внутри узора. Одна группа располагается в точках пересечения муаровой решетки. Другая группа размещается в промежуточных областях, именно там, где первая группа отсутствует. Каждый экситон остается локализованным в точке размером примерно 2 нанометра.
