超表面是帶有週期性圖案（結構）的結構，它們可以控制電磁波，特別是光，此基礎上，可以使用介電材料、金屬材料以及相變材料。莫斯科電子技術學院介紹說，後者能夠改變相態，從而改變取決於外部輻射的特性。研究結果發表在《應用表面科學》(Applied Surface Science）上。
在由相變材料GST（鍺-銻-碲系統的化合物）製成的超表面的基礎上，科學家們正在開發能夠借助光波顯示信息的新型緊湊型設備。莫斯科電子技術學院指定，其中包括超薄顯示器、一些增強現實和虛擬現實的耳機以及全息投影儀。
然而，對薄膜表面進行納米結構化以將其轉變為多功能表面的過程迄今仍然使用勞動密集型且成本高昂的光刻技術進行。莫斯科電子技術學院指出，必須首先在模板（掩模）上創建必要的超表面圖像，然後以選定的分辨率將其轉移到物體上。
為了降低薄膜結構形成的成本並加快這一過程，莫斯科電子技術學院、俄羅斯科學院庫爾納科夫普通化學與無機化學研究所（IGIC RAS）、莫斯科物理技術學院（MIPT）、俄羅斯科學院列別傑夫物理研究所（FIAN RAS）和俄羅斯國立赫爾岑師範大學（Herzen University）使用激光脈衝代替光刻。
“借助超短脈衝的激光輻照，可以更快、更容易地在GST上創建有序的納米結構。要形成有序的表面，我們利用預先實現的過程，即在激光的作用下破壞之前的材料。解決方案的主要優勢是脈衝觸發表面上結構的自我組織，這意味著不需要‘描清楚’它們，”莫斯科電子技術學院富有前景的材料與技術研究所教授謝爾蓋·科久欣解釋說。
科學家補充說，根據脈衝的強度和/或數量，可能形成三種不同類型的結構，其中最令人好奇的是週期性排列的相同尺寸的納米球。這些形狀很難形成，其半徑可達150納米。
科久欣指出，而且，早些時候，如果不使用額外的技術，就無法在這些材料中獲得它們，但現在，除了激光裝置和薄膜本身之外，獲得同一樣式的納米球不需要任何設備。
“我們進行的計算和實驗有助於推測，這些球體是由於熔化的細絲衰變而產生的。在此情況下，激光照射能量的增加會引起傳質過程，從而導致納米球鏈轉變為週期性浮雕，”這項研究的作者之一塔季揚娜·昆克爾(Tatyana Kunkel)說。
上述技術使得創建高度有序的納米透鏡和光學納米光柵成為可能，這些納米透鏡和光學納米光柵有望進一步與各種光學系統一體化，包括信息顯示系統。
在俄羅斯科學基金會第22-19-00766號撥款的框架下，在聯邦戰略學術領導計劃“優先-2030”（Priority-2030）的支持下，這項研究在莫斯科電子技術學院“主動光子學材料和裝置”實驗室形成的設施上開展。