🌌 Ферроэлектрики — это материалы со спонтанной электрической поляризацией, то есть способностью разделять заряды, которые можно переключать с помощью внешнего электрического поля. Их дипольные моменты иногда образуют сложные топологические текстуры — уникальные конфигурации зарядов.
🔍 Учёные обнаружили, что такие структуры могут взаимодействовать со светом необычным образом, что открывает перспективы для оптических технологий и систем связи 🚀. Однако до недавнего времени размеры этих структур не совпадали с длиной волны лазерного излучения, что ограничивало их применение.
🎯 Исследователи из Нанкинского университета создали микроскопические купольные топологии из плёнок титаната бария (BaTiO₃), которые позволяют управлять световыми полями с высокой точностью. Работа [опубликована](https://www.nature.com/articles/s41565-025-01919-y) в Nature Nanotechnology.
💡 «Всё началось с неожиданного открытия: в свободных мембранах BaTiO₃ мы обнаружили микрометровые полярные структуры», — говорит профессор Юэфэн Ни, соавтор исследования. Учёные предположили, что эти структуры могут влиять на взаимодействие света с веществом, и привлекли экспертов по оптике для совместной работы.
🌀 «Эти топологии идеально подходят для управления вихревыми световыми полями», — объясняет профессор Юн Чжан. Такие поля несут орбитальный угловой момент, что важно для кодирования информации в оптических системах связи 📡.
🛠️ Для создания структур команда использовала двухслойные плёнки BaTiO₃ с разной деформацией. При удалении подложки плёнка спонтанно превращалась из плоской в купольную, формируя радиальное поле, которое стабилизировало топологию. Этот метод позволяет получать состояния, недостижимые традиционными методами!
🚀 Главные прорывы:
1️⃣ Новый подход к созданию топологий через 3D-деформацию вместо стандартных методов.
2️⃣ Совместимость структур с длиной волны лазеров — ключ к управлению светом.
🔮 В будущем учёные планируют повысить эффективность управления светом с помощью таких структур и применить метод к другим материалам. «Это может изменить правила игры в фотонике и наноэлектронике», — добавляет профессор Ни.
© 2025 Science X Network