Các nhà khoa học tạo ra thấu kính mỏng nhất thế giới

Nhóm nhà khoa học từ Đại học Stanford và Đại học Amsterdam tạo ra thấu kính mỏng nhất thế giới, chỉ dày ba nguyên tử.

Thấu kính được thiết kế để thu thập, bẻ cong và tập trung ánh sáng vào một điểm nhất định. Điều này giúp phóng đại vật thể để điều chỉnh thị lực, cho phép con người nhìn thấy những thứ rất nhỏ qua kính hiển vi hoặc những thứ ở rất xa qua kính viễn vọng. Thấu kính thường làm bằng thủy tinh cong hoặc các vật liệu trong suốt khác, ví dụ, kính áp tròng được chế tạo từ hydrogel.

Các nhà khoa học tạo ra thấu kính mỏng nhất thế giới
Sơ đồ của thấu kính mỏng nhất thế giới. (Ảnh: Ludovica Guarneri/Thomas Bauer)

Tuy nhiên, thiết kế cổ điển này có thể khiến những thấu kính lớn trở nên dày và nặng, nhất là khi làm bằng thủy tinh. Để tiết kiệm vật liệu, thấu kính Fresnel được phát minh vào thế kỷ 19, ban đầu dùng trong các ngọn hải đăng. Thấu kính Fresnel sử dụng nhiều vòng tròn vật liệu đồng tâm để làm nhiễu xạ ánh sáng vào một điểm hội tụ. Điều này khiến độ rõ nét của hình ảnh giảm nhưng lại giúp thấu kính trở nên mỏng hơn nhiều.

Trong nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Nano Letters, nhóm nhà khoa học từ Đại học Stanford và Đại học Amsterdam tạo ra thấu kính chỉ dày 0,6 nm, hay ba nguyên tử, New Atlas hôm 1/6 đưa tin. Đây là thấu kính mỏng nhất từng được chế tạo, đánh bại kỷ lục cũ vào năm 2016 với thấu kính dày 6,3 nm, gấp khoảng 10 lần.

Thấu kính mới gồm các vòng tròn đồng tâm của vonfram disulphide, giúp hấp thụ ánh sáng đỏ chiếu đến và chiếu lại vào một điểm hội tụ cách bề mặt 1 mm. Thấu kính hoạt động bằng cách tạo ra các giả hạt (quasiparticle) tồn tại trong thời gian ngắn gọi là "exciton". Các hạt này sau đó phân rã và phát ra ánh sáng. Vì thấu kính chỉ tập trung ánh sáng đỏ một cách chọn lọc, các bước sóng khác sẽ đi qua mà không bị ảnh hưởng. Tính chất này mang đến một số ứng dụng thú vị.

"Thấu kính có thể dùng trong các ứng dụng đòi hỏi khung cảnh nhìn qua thấu kính không bị ảnh hưởng, nhưng một phần nhỏ ánh sáng có thể được khai thác để thu thập thông tin. Điều này khiến nó trở nên lý tưởng cho những loại kính đeo như kính thực tế tăng cường (AR)", Jorik van de Groep, chuyên gia tại Đại học Amsterdam, thành viên nhóm nghiên cứu, giải thích.

Nhóm nghiên cứu cho biết, tiếp theo, họ sẽ tìm hiểu xem có thể dùng công nghệ này để tạo ra những lớp phủ phức tạp được kích hoạt bằng các xung điện nhỏ hay không.

Từ khóa liên quan: