Yeni nesil teknolojiler için bir atılımda, bilim adamları, daha hızlı iletişim ve kuantum cihazların yolunu açarak, küçük ışık ve elektron dalgalarının davranışlarını tam olarak nasıl kontrol etmeyi öğrendiler.
En küçük ölçeklerde ışığı kontrol etmek, inanılmaz derecede küçük, hızlı ve verimli cihazlar oluşturmak için çok önemlidir. Hacimli teller ve devreler yerine, bilgi iletmek için ışık kullanabiliriz. Bu yaklaşımın bir zorluğu, nispeten büyük dalga boyu ile ışığın küçük alanlarla kolayca sınırlı olmamasıdır.
Ancak, dergide yayınlanan bir çalışmada Işık: Bilim ve UygulamalarAraştırmacılar, Dirac plazmon polariton (DPP) adı verilen küçük ışık ve elektron dalgalarını kontrol etmek için bir yöntem geliştirdiler.
Standart ışıktan farklı olarak, DPP’ler doğal dalga boylarından yüzlerce kat daha küçük küçük alanlara sıkıştırabilir. Bu, ışığın nano ölçekte cihazlarda sınırlandırılabileceği ve yönlendirilebileceği anlamına gelir. Bu yeni araştırmada, bilim adamları Terahertz (THz) frekans aralığında DPP’leri nasıl kontrol ettiklerini gösterdiler. Bu bölge, elektromanyetik spektrumdaki mikrodalgalar ve kızılötesi ışık arasında yer almaktadır ve ışık spektrumunun büyük ölçüde azaltılmış bir kısmıdır.
Araştırma ekibi, topolojik izolatörler (TIS) adı verilen özel bir nanomalzeme sınıfı kullanarak bu dalgaları kontrol edebildi. TIS benzersizdir, çünkü iç kısımları bir elektrik yalıtkan olarak davranır, yüzey bir iletken görevi görür. Özellikle, araştırmacılar epitaksiyal bi adlı gelişmiş bir materyalle çalıştı2Se3. Bu malzemenin küçük şeritlerini aralarında boşluklarla yan yana düzenlediler. Boşlukların ayarlanmasının iki önemli sonucu vardı.
Birincisi, dalgaların dalga boyunu ayarlayabildiler veya kontrol edebildiler, bu da yaklaşık% 20 daha kısa hale getirdiler. İkincisi, zayıflama uzunluğunu%50’den fazla genişlettiler. Bu, dalgaların önemli miktarda enerji kaybetmeden önce seyahat edebileceği mesafe. Bu iki başarı, DPP’lerin (normal bir ışık ışınından daha yüksek momentumdan daha yüksek momentum) kullanmanın temel zorluklarını ele aldı ve bu da onları gerçek dünya uygulamaları için daha pratik hale getirdi.
“Sonuçlarımız, BI’nın spektral tepkisini özelleştirmenin mümkün olduğunu göstermektedir.2Se3-Gap tabanlı THz rezonatörleri boşluğu ayarlayarak. Bu bilgi, TI tabanlı mimarilerin uygulanması için bir tasarım stratejisi olarak benimsenebilir. “
Işık dalgalarının kontrol edilmesindeki bu atılım, ayarlanabilir ve enerji tasarruflu THz cihazlarının oluşturulmasına yol açabilir. THz dalgaları mevcut Wi-Fi veya 5G’den daha fazla veri taşıyabilir, bu da yıldırım hızlı indirmeler ve daha güvenli bir ağ anlamına gelir. Teknoloji ayrıca daha net, daha güvenli tıbbi görüntüleme yaratabilir ve daha güçlü kuantum bilgisayarlar için yapı taşları sağlayabilir.
Yazarımız Paul Arnold tarafından yazılmış, Lisa Lock tarafından düzenlenen ve Robert Egan tarafından gerçekleştirilmiş ve gözden geçirilen bu makale dikkatli insan çalışmasının sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğini canlı tutmak için sizin gibi okuyuculara güveniyoruz. Bu raporlama sizin için önemliyse, lütfen bir bağış (özellikle aylık) düşünün. Alacaksın reklamsız bir teşekkür olarak hesap.
