Cientistas chineses estão na vanguarda da inovação, alcançando um marco revolucionário no desenvolvimento de cristais ópticos ultradelgados por meio de uma teoria pioneira. O Twist Boron Nitride (TBN), criado pelo Prof. Wang Enge, da renomada Escola de Física da Universidade de Pequim, é o cristal óptico mais fino do mundo, com espessura na escala de micrômetros. Este avanço promissor não apenas representa uma proeza inovadora da China na teoria de cristais ópticos, mas também inaugura uma nova era na produção de cristais, incorporando materiais bidimensionais de película fina compostos por elementos leves. Os resultados dessa pesquisa inovadora foram publicados recentemente na influente revista Physical Review Letters.
Num cenário em que a tecnologia laser é essencial para a sociedade da informação, os cristais ópticos desempenham um papel crucial em funções como conversão de frequência, amplificação paramétrica e modulação de sinal. No entanto, nos últimos 60 anos, o desenvolvimento desses cristais tem sido guiado principalmente por duas teorias de correspondência de fase originadas nos Estados Unidos. Limitações inerentes a esses modelos teóricos tradicionais e sistemas materiais levaram a desafios na capacidade de atender às demandas futuras, como miniaturização, alta integração e funcionalização.
Sob a liderança de Wang Enge e do Prof. Liu Kaihui, diretor do Instituto de Física da Matéria Condensada e Materiais da Universidade de Pequim, a equipe avançou na criação da teoria de correspondência de fase por torção, a terceira teoria baseada em sistemas de materiais leves. Liu esclarece que o mecanismo de torção coordena de forma altamente eficiente a direção e o ritmo do “marchar” de indivíduos que representam o laser, resultando em uma melhoria substancial na eficiência de conversão de energia do laser.
O cristal TBN, com sua espessura ultradelgada de 1 a 10 micrômetros, contrasta com os cristais ópticos tradicionais, frequentemente milimétricos ou centimétricos. A tecnologia de produção do TBN está atualmente em processo de solicitação de patentes em diversos países, incluindo Estados Unidos, Reino Unido e Japão. Além disso, a equipe já alcançou um marco significativo ao desenvolver um protótipo de laser TBN e está colaborando com empresas líderes para impulsionar a tecnologia laser de próxima geração.
Wang enfatiza a importância crucial do cristal óptico como alicerce para o desenvolvimento da tecnologia laser, destacando que o futuro dessa tecnologia está intrinsecamente vinculado à teoria de design e tecnologia de produção de cristais ópticos. Com sua espessura ultradelgada, potencial de integração excepcional e novas funcionalidades, o cristal TBN emerge como uma força propulsora para avanços inovadores em áreas como fontes de luz quântica, chips fotônicos e inteligência artificial no futuro.
Tradução: Mei Zhen Li
Fonte: Diário do Povo
