Uusi paradigma valon ja materiaalien vuorovaikutuksessa

23.09.2024

Minnesota-nanovalon-manipulointi-polaritonit-300.jpgMinnesota Twin Citiesin yliopiston tutkijoiden vetämä äskettäinen tutkimus tarjoaa perustavanlaatuisen käsityksen valon, elektronien ja kiteiden värähtelyjen vuorovaikutuksesta materiaaleissa.

Tutkimuksella on vaikutusta kvantti-informaation käsittelyyn tarkoitettujen sirujen arkkitehtuurien kehittämiseen, vähentäen merkittävästi valmistusrajoituksia ja lämmönhallintaa.

Uusi "tasomaisia hyperbolisia polaritoneja" tutkiva tutkimusala on peräisin vain muutaman vuoden takaa. Nyt julkaistu tutkimusartikkeli tarjoaa yleiskatsauksen kentän nykytilasta, setvii mahdollisia jatkotutkimuksia ja korostaa tulevaisuuden mahdollisuuksia.

Polaritonit viittaavat hybridipartikkeliin, joka syntyy valon (fotonit) ja aineen (eksitonit, fononit, plasmonit) välisestä vuorovaikutuksesta. Hyperbolinen viittaa spesifiseen dispersioon, joka kuvaa kuinka polaritonin aallonpituus muuttuu tällaisten materiaalien tulotaajuuden (energian) mukaan, mikä voi mahdollistaa valon manipuloinnin tiettyihin suuntiin. Yhdistämällä näitä molempia tekijöitä tutkijat etsivät sitä kuinka manipuloida valoa hyvin määriteltyyn suuntaan.

"Manipuloimalla hyperbolisten polaritonien ominaisuuksia voimme avata uusia sovelluksia ja edistysaskeleita eri aloilla, kuten polaritonikubitit kompaktille kvanttitietokoneelle", sanoi tutkimuksen vanhempi kirjoittaja Tony Low.

"Muita tämän tutkimuksen potentiaalisia sovelluksia voisivat olla myös lämmönhallinnan parantaminen tietyissä laitteissa, kuten transistoreissa", sanoi Vanderbiltin yliopiston professori Joshua Caldwell.

Tutkimusryhmä tarjosi myös näkemyksiä fysikaalisista ilmiöistä, kuten tekniikat hyperbolisten polaritonien manipuloimiseksi.

Tutkimustuloksissaan he väittävät, että tällaisten luonnollisten, tasomaisten hyperbolisten medioiden pitäisi olla melko yleisiä biaksiaalisissa ja yksiaksiaalisissa 2D- ja 1D-van der Waalsin kiteissä, ja tunnistaa käyttämättömät mahdollisuudet, joita ne voisivat tarjota toiminnallisille eli ferromagneettisille, ferrosähköisille ja pietsosähköisille polaritoneille.

Lopuksi tarjoamme näkökulmamme tällaisten tasomaisten hyperbolisten polaritonien teknisiin sovelluksiin.

Tutkimusartikkeli: “Planar hyperbolic polaritons in 2D van der Waals materials

Aiheesta aiemmin:

Ainutlaatuinen ilmiö Kagome-metallissa

Lämpöä voidaan käyttää laskentaan

Valon ja materiaalin yhdistäminen optimoi näytön kirkkauden

05.10.2024Lomittuminen voisi auttaa PET-kuvausta
04.10.2024Kvantti-interferenssillä kohti topologia kvanttitietokoneita
03.10.2024Kaksiulotteista silkkiä grafeenilla
02.10.2024Tehokkaampia ja edullisempia pieniä sähkökäyttöjä
01.10.2024Aksonia jäljittelevät materiaalit tietojenkäsittelyyn
30.09.2024Sähköisesti moduloitu valoantenni
28.09.2024Molekyylisimulaatioita ja nanoselluloosakuituja
27.09.2024Lämpösähköä huonelämmöstä ja iholta
26.09.2024Akkujen itsepurkautumisesta ja uusista ratkaisuista
25.09.2024Nanorakenteet mahdollistavat valoaaltoelektroniikan

Siirry arkistoon »