El investigador principal, Yuerui (Larry) Lu, de la Universidad Nacional de Australia (ANU) dijo que el descubrimiento gira en torno al notable potencial del cristal de disulfuro de molibdeno.
"Este tipo de material es el candidato perfecto para las pantallas flexibles futuras", dijo Lu, jefe del Nano-Electro-Mechanical System (NEMS) en la Escuela de Investigación de Ingeniería ANU. "También vamos a ser capaces de utilizar matrices de microlentes para imitar los ojos compuestos de los insectos".
La lente de 6.3 nanómetros eclipsa las lentes anteriores ultra delgadas planas, elaboradas a partir de matrices de nanobarras de oro de 50 nanómetros de espesor.
"El disulfuro de molibdeno es un cristal impresionante. Sobrevive a altas temperaturas, es un lubricante, un buen semiconductor y puede emitir fotones también. La capacidad de manipular el flujo de luz en la escala atómica abre una vía interesante hacia la miniaturización sin precedentes de los componentes ópticos y la integración de funcionalidades ópticas avanzadas", explica Lu.
El disulfuro de molibdeno se encuentra en una clase de materiales conocidos como vidrios calcogenuros que tienen características electrónicas flexibles que se han hecho populares para los componentes de alta tecnología.
El equipo de Lu creó su objetivo a partir de un cristal de 6,3 nanómetros de espesor --9 capas atómicas-- que habían obtenido de un pedazo más grande de disulfuro de molibdeno con cinta adhesiva.
A continuación, crearon una lente de 10 micras de radio, utilizando un haz de iones enfocado para cortar las capas de átomo a átomo, hasta que tuvieron la forma de bóveda de la lente.
El equipo descubrió que las capas individuales de disulfuro de molibdeno, de 0,7 nanómetros de espesor, tenían propiedades ópticas notables, lo que hace que un haz de luz parezca 50 veces más gruesa, a 38 nanómetros. Esta propiedad, conocida como longitud del camino óptico, determina la fase de la luz y administra la interferencia y la difracción de la luz a medida que se propaga. "Al principio no podíamos imaginar por qué el disulfuro de molibdeno tenía tales propiedades sorprendentes," dijo Lu.
El colaborador Zongfu Yu de la Universidad de Wisconsin Madison, desarrolló una simulación y demostró que la luz estaba rebotando hacia atrás y hacia adelante varias veces dentro de las capas de cristal de alto índice de refracción antes de pasar a través de las mismas.
El índice de refracción del cristal de disulfuro de molibdeno, la propiedad que cuantifica la intensidad del efecto de un material sobre la luz, tiene un alto valor de 5,5. A modo de comparación,e l diamante, cuyo alto índice de refracción produce su intenso brillo, es de 2,4, y el índice de refracción del agua es de 1.3.
Este estudio se publica en la revista Light: Science and Applications, de Nature.