В МФТИ показали, как геометрия наночастиц дисульфида молибдена управляет удвоением частоты света Генерация второй гармоники — это нелинейный оптический процесс, в ходе которого два фотона исчезают, и возникает новый фотон с удвоенной частотой. Хотя эффект хорошо изучен в объемных кристаллах, его поведение на наноуровне остается плохо понятным — а это критично для развития нанофотоники. Перспективными материалами для такого эффекта являются дихалькогениды переходных металлов — слоистые полупроводники. Исследователи из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из МИСиСа и Алферовского университета изучили, как форма наночастиц из дисульфида молибдена (MoS₂) влияет на эффективность генерации второй гармоники — процесса удвоения частоты света. Для численного моделирования авторы использовали пакет COMSOL Multiphysics. Вместо полного трехмерного расчета они воспользовались осесимметричной моделью, которая существенно ускоряет вычисления, сохраняя при этом физическую точность. Оказалось, что диски, цилиндры, конусы и сферы из этого материала по-разному усиливают оптический отклик. При длинах волн меньше 750 нм материал сильно поглощает излучение из-за экситонов. Однако при длинах волн свыше 750 нм потери значительно уменьшаются, и свет может удерживаться внутри наночастицы, формируя устойчивые резонансы.