Mobil iletişimde kullanılanlar gibi gigahertz (GHz) aralığındaki elektromanyetik dalgalar birçok cam türünden kolaylıkla geçebilir. Bununla birlikte, karakteristik bir eşiğin üzerindeki terahertz frekanslarında iletim önemli ölçüde azalır.
Bu fenomen bir süredir deneysel olarak gözlemlenmesine rağmen, onu camın mikroskobik yapısına ve dinamiğine bağlayan niceliksel bir model eksikti.
Bu sorunu çözmek için araştırma ekibi, atomik ve moleküler ölçekte mikroskobik yük dalgalanmalarının yanı sıra camdaki elastik heterojenliği de içeren bir süreklilik modeli geliştirdi. Model, terahertz elektromanyetik dalgaların camdaki titreşim dinamikleriyle nasıl etkileşime girdiğini açıklıyor.
Makale dergide yayınlandı Fiziksel İnceleme B.
Araştırmacılar modeli temsili bir moleküler cam olan gliserol camına uyguladılar ve hesaplamaların, karmaşık dielektrik fonksiyonunun deneysel olarak ölçülen gerçek ve sanal kısımlarını 0,3-2,5 THz arasında doğru bir şekilde yeniden ürettiğini buldular. Model aynı zamanda bozon tepe frekansının altındaki rezonans benzeri tepkiden bunun üzerindeki geniş gevşeme benzeri tepkiye geçişi de yakaladı.
Analiz ayrıca, bozon zirvesi çevresinde, enine katkının ağırlıklı olarak terahertz dielektrik tepkisinin hem gerçek hem de hayali kısımlarını etkilediğini, oysa boylamsal katkının nispeten küçük olduğunu gösterdi.
Bu, enine kayma dinamiğinin tepkide önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Model ayrıca bozon zirvesi yakınında gözlemlenen kızılötesi ışık-titreşim birleştirme katsayısının neredeyse doğrusal frekans bağımlılığını da kopyaladı.
Bu bulgular, malzemeye özgü mekanik özelliklere dayalı olarak terahertz emilimini yük dalgalanmalarına niceliksel olarak bağlamak için bir çerçeve sağlar. Bu yaklaşım, terahertz iletişimi ve fotonik teknolojiler için giderek daha önemli hale gelen özellikleri olan düşük geçirgenliğe ve düşük dielektrik kaybına sahip cam malzemelerin tasarımını ve değerlendirilmesini kolaylaştırabilir.
Swati Mestri
Swati Mestri, Elektronik Mühendisliği alanında lisans derecesine sahiptir ve 2019’dan beri içerik editörü olarak çalışmaktadır. Teknoloji, sağlık hizmetleri ve malzeme bilimi alanlarında araştırma belgelerini düzenleme deneyimine sahiptir ve teknoloji ve uzaya özel bir ilgisi vardır.
Tam profil →
Andrew Zinin
Araştırma deneyimi olan fizik alanında yüksek lisans. Uzun süredir bilim haberlerinin meraklısıyım. Science X’in editoryal başarısında anahtar rol oynar.
Tam profil →
