Fotoninen hyperkide

Valo-aine vuorovaikutuksen hallinta on keskeinen perusilmiö fotosynteesissä, lasereissa, ledeissä ja aurinkokennoissa.

City College of New Yorkin tutkijat ovat esitelleet uudenlaisen keinotekoisen median, nimeltään fotoninen hyperkide, jolla voi ohjata valo-aine vuorovaikutusta ennennäkemättömillä tavoilla.

Tämä voi johtaa ultranopeisiin ledeihin, parempaan absorboitumiseen aurinkokennoissa ja yksittäisien fotoniemittereiden kehittämiseen kvantti-informaation käsittelyyn toteaa, City Collegen fysiikan professori Vinod M. Menon.

Fotonikiteet ja metamateriaalit ovat kaksi tunnetuinta keinotekoista materiaalia, joita käytetään manipuloimaan valoa. Kuitenkin niiden heikkouksina on kaistanleveyden rajallisuus ja huono valon emissio.

Hyperkiteillä voitetaan nämä epäkohdat ottamalla parhaat puolet fotonikiteistä ja metamateriaaleista ja toimien vielä jopa paremmin. Ne osoittavat merkittävää lisäystä valon emissionopeudessa ja intensiteetissä.

Hyperkiteiden uudenlaiset ominaisuudet syntyvät yhdistelmästä ominaisuuksien pituusmitoituksia hyperkiteessä sekä nanomittakaavan rakenteiden luontaisista ominaisuuksista.

Uusi läpinäkyvä ohutkalvomateriaali

Minnesotan yliopiston vetämä tutkijaryhmä on löytänyt uuden ohutkalvomateriaalin, jolla on kaikkien aikojen paras johtavuus luokassaan. Lisäksi sillä laaja kaistaero, mikä tarkoittaa, että valo voi helposti kulkea sen läpi tehden sen optisesti läpinäkyväksi.

Tällä hetkellä useimmat läpinäkyvät johtimet elektroniikassa hyödyntävät indiumia, mutta sen hinta on noussut viime vuosina merkittävästi.

Nyt kehitetty BaSnO3 ohutkalvo syntyi yhdistelmästä bariumia, tinaa ja happea (stannate), mutta alkuaineinen tina on korvattu tinan kemiallisella esiasteella.

Tutkijat toteavat, että uudenlaisen synteesiprosessin ansiosta he voivat luoda tätä ainetta aiempia paremmalla paksuuden, koostumuksen ja vikapitoisuuden hallinnalla ja että tämä prosessi on erittäin sopiva lukuisiin muihin materiaalijärjestelmiin, joissa alkuaine on vaikea hapettaa. Uusi prosessi on myös toistettava ja skaalautuva.

Aiheesta aiemmin:

Kaksiulotteista tinaa?