Свыше 200 лет тому назад английский ученый Томас Юнг провел ставший знаменитым эксперимент, направив луч света на экран с двумя прорезями и получив интерференцию света. В новом варианте двухщелевого опыта физики заменили щели в экране на «щели» во времени — и обнаружили новый вид интерференционной картины. Эксперимент открывает новый аспект классического опыта, доказавшего волновую природу света, а также открывает новые возможности создания оптических устройств.
Команда ученых из Великобритании, Германии и США направила инфракрасный луч на поверхность, изготовленную из стекла и золота и покрытого тонким слоем оксида индия-олова. При нормальных условиях этот слой прозрачен для ИК-лучей. Но если использовать второй лазер, возбуждающий электроны в материале, то его оптические свойства изменятся.
Разместив световой датчик, ученые направили два сверхкоротких импульса с разницей в несколько десятков фемтосекунд в экран, таким образом превратив его в зеркало дважды в быстрой последовательности. И наблюдали, как изменилась в ответ форма волны дважды отраженного света — из простой, монохромной волны она стала более сложной.
Если зеркало включали только один раз, интерференция исчезала. Это соответствует классическому опыту Юнга, когда интерференционная картина пропадала, если свет проходит только через одну щель, рассказывает Nature.
Результаты эксперимента показали также, что оксиду индия-олова потребовалось менее 10 фемтосекунд, чтобы стать возбужденным — это намного меньше теоретических ожиданий. Это открытие может привести к проявлению устройств, отражающих сигналы обратно во времени, как если бы аудиозапись проигрывали в обратном направлении.
«Наш опыт — прекрасная демонстрация волновой физики, а также он показывает, как можно переносить различные явления вроде интерференции из области пространства в область времени, — пишут исследователи для издания Conversation. — Также этот опыт помог нам в понимании материалов, которые управляют поведением света в пространстве и времени. Применение этому может найтись в сфере обработки сигналов и, возможно, даже в оптических компьютерах».
Источник: https://hightech.plus/

Ученые изучили преобразования света в энергию в живых клетках в масштабе пикосекунды (триллионной доли секунды). Исследование опубликовано в журнале Nature
Международная группа физиков, химиков и биологов под руководством Кембриджского университета использовала технологию сверхбыстрой спектроскопии с помощью фемтосекундного лазера, чтобы изучить самые ранние этапы фотосинтеза. Исследование открывает новое направление для получения экологически чистого топлива и возобновляемой энергетики.
В своей работе исследователи пытались понять, почему кольцеобразные молекулы, хиноны, способна «воровать» электроны в процессе фотосинтеза. Такие молекулы широко распространены в природе, они могут легко принимать и отдавать электроны, но их роль в фотосинтезе оставалась не до конца понятной.
Исследователи использовали технику сверхбыстрой переходной абсорбционной спектроскопии для изучения поведения хинонов в фотосинтезирующих цианобактериях. Наблюдая за электронами, ученые обнаружили, что белковый каркас, на котором происходят начальные химические реакции фотосинтеза, является «дырявым», что позволяет электронам ускользать. Эта утечка помогает растениям защитить себя от повреждения ярким или быстро меняющимся светом.
Иллюстрация процесса фотосинтеза. Анимация: Mairi Eyres, University of Cambridge
Авторы исследования полагают, что такую утечку электронов можно использовать. Возможность извлекать заряды на ранней стадии фотосинтеза можно использовать для эффективного получения чистого топлива от Солнца. Кроме того, способность регулировать фотосинтез позволит сделать сельскохозяйственные культуры более устойчивыми к интенсивному солнечному свету.
Многие ученые пытались извлечь электроны на ранних этапах фотосинтеза, но пришли к выводу, что это невозможно, потому что энергия настолько скрыта в белковом каркасе. Тот факт, что мы можем достать их на ранней стадии процесса, сногсшибателен.
Дженни Чжан, координатор исследования из Кембриджского университета
Источник: https://hightech.fm/

Команда ученых из Национальной лаборатории Лос-Аламос (США) преодолела главную помеху появлению функциональных высокоинтенсивных излучателей света на основе коллоидных квантовых точек. Их открытие прокладывает путь к созданию устройств двойного назначения, работающих и как оптически возбужденный лазер, и как яркий электрический светодиод. Устройства нового типа могут способствовать развитию интегральной электроники и фотоники, оптронной связи, медицинской диагностики и носимых гаджетов.
Полупроводниковые нанокристаллы — или коллоидные квантовые точки — изготавливаются с атомной точностью химическим путем при умеренной температуре. Вдобавок, благодаря своим размерам, они проявляют электронные состояния, энергии которых зависят напрямую от размера частиц. Этот эффект можно использовать для настройки лазера на желаемую волну или для разработки многоцветного усиливающего устройства, поддерживающего лазерную генерацию на нескольких длинах волны, пишет Phys.org.
Большинство исследований квантовых точек для лазерной генерации описывает короткие оптические импульсы для возбуждения усиливающей среды. Реализация генерации с электрическими квантовыми точками намного более сложная задача, к решению которой приблизились физики США. Для этого они разработали новые нанокристаллы с заглушенной оже-рекомбинацией. Они демонстрируют большой коэффициент усиления при низких оптических потерях.
Как и в обычных светодиодах, в новом устройстве слой квантовых точек действует как электрически возбужденный излучатель света. Однако из-за крайне высокой плотности тока свыше 500 ампер на кв. см устройство показывает беспрецедентный уровень яркости свыше миллиона кд/м2. Такая яркость позволяет использовать технологию для создания дисплеев дневного света, проекторов и дорожных указателей.
Вдобавок, слой квантовых точек выступает эффективным волноводным усилителем. Ученым удалось собрать узкополосный лазер с полностью функциональным светодиодным набором, содержащим все слои переноса заряда и прочие элементы, необходимые для накачки током. Этот прорыв открывает путь к появлению долгожданного лазера с накачкой током, который позволит полностью раскрыть потенциал лазерной технологии на коллоидных светодиодах.
Источник: https://hightech.plus/

Проект открывает новые возможности для создания устройств оптической обработки информации на чипе.
Ученые ИТМО разработали сверхкомпактный оптический переключатель на основе экситонов — особенных состояний электронов в полупроводниках. Он в 100 раз меньше аналогов, и его состоянием можно управлять с помощью света.
В основе устройств обработки информации (компьютеров, контроллеров или коммутаторов) лежат специальные элементы, выполняющие логические операции. Чтобы быстро управлять ими без потери качества данных и снижать энергопотребление приборов, в последние годы стремятся использовать свет вместо подходов «традиционной» электроники. Однако обычно размеры оптически (то есть светом) переключаемых элементов сравнимы с длиной волны света, что мешает их интеграции с другими электронными устройствами на чипе.
Ученые Нового физтеха ИТМО и Пхоханского университета науки и технологий Южной Кореи нашли способ, как обойти это ограничение. Они предложили оптический переключатель, который в 100 раз меньше длины волны света. Устройство состоит из двух наложенных друг на друга атомарно тонких слоев полупроводников, помещенных в нанорезонатор из золотых частиц. Облучение лазером позволило переключать экситонные состояния в системе (0 и 1). Конструкция работает на основе плазмонного резонанса.
«Когда на устройство воздействуют светом с определенным фазовым фронтом, оно переключается между излучением на двух разных длинах волн. Это достигается за счет контроля квазичастиц экситонов. Они могут по-разному распределяться в нанорезонаторе (располагаться в его центре или по краям) и, соответственно, по-разному излучать, — объясняет автор исследования, ведущий научный сотрудник Нового физтеха ИТМО Василий Кравцов. — В конструкции мы использовали новые двумерные полупроводниковые гетероструктуры в комбинации с плазмонным резонатором — раньше так никто не делал, но именно это позволило нам уменьшить в 100 раз размер переключателя».
Предложенный физиками ИТМО способ довольно прост и не имеет аналогов в научном сообществе. Чтобы его масштабировать, ученым нужно научиться создавать двумерные гетероструктуры размерами более 100 микрон для проведения экспериментов. Это будет следующим шагом в исследовании. Кроме того, авторы планируют оптимизировать дизайн нанорезонатора, а также использовать фемтосекундные лазеры, чтобы ускорить переключение между состояниями системы.
Разработка ученых ИТМО открывает возможности для создания сверхбыстрых устройств нового поколения — квантовых компьютеров, коммутаторов, чипов. С их помощью можно будет оперативно и надежно обрабатывать и передавать информацию.
Исследование поддержано программой Минобрнауки РФ «Приоритет 2030», а также грантами РНФ (21-72-10100 и 22-72-10047).
Источник: https://scientificrussia.ru/

Исследователи наблюдали отдельные фотоны вынужденного излучения от одного искусственного атома (квантовой точки). Исследование опубликовано в журнале Nature Physics. Физики из Сиднейского и Базельского университетов впервые продемонстрировали способность манипулировать и идентифицировать небольшое количество взаимодействующих фотонов — пакетов световой энергии — с высокой точностью. Технология поможет в развитии квантовых вычислений и медицинской визуализации.
Вынужденное излучение — генерация нового фотона при переходе квантовой системы из одного состояния в другое — было описано Альбертом Эйнштейном и используется для работы лазеров. Традиционно оно наблюдается для множества фотонов.
В новом исследовании физики наблюдали вынужденное излучение одиночных фотонов. Они измерили прямую временную задержку между одиночным фотоном и парой связанных фотонов, рассеянных на одиночной квантовой точке.
Устройство, которое мы построили, индуцировало такие сильные взаимодействия между фотонами, что мы смогли наблюдать разницу между одним фотоном, взаимодействующим с ним, по сравнению с двумя. Мы заметили, что один фотон задерживается на большее время по сравнению с двумя фотонами. При этом действительно сильном фотон-фотонном взаимодействии два фотона запутываются в форме того, что называется двухфотонным связанным состоянием, – Наташа Томм, соавтор исследования из Базельского университета.
«Квантовый свет», который наблюдали ученые, позволяет проводить более точные измерения с лучшим разрешением, используя меньшее количество фотонов, отмечают ученые. Это может быть важно для применений в биологической микроскопии, когда большая интенсивность света может повредить образцы и когда наблюдаемые объекты и явления особенно малы.
Свет часто используется для измерения небольших расстояний с помощью инструментов, называемых интерферометрами. Законы квантовой механики устанавливают пределы чувствительности таких устройств. Этот предел связан с тем, насколько чувствительным может быть измерение и средним числом фотонов в измерительном устройстве. «Квантовый свет» в этих аспектах превосходит лазерный пучок.
Источник: https://hightech.fm/

Инженеры разработали квантовую память, которая может хранить информацию в течение длительных периодов времени несмотря на сетевой шум. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Исследователи из Оксфордского университета недавно создали квантовую память в узле квантовой сети с захваченными ионами. Уникальная конструкция позволяет сохранять запутанность между ионом стронция и фотоном более 10 с.
Захваченные ионы, удерживаемые с помощью электромагнитных полей, являются широко используемой платформой для реализации квантовых вычислений. Фотоны, с другой стороны, обычно используются для передачи квантовой информации между удаленными узлами. В своем эксперименте исследователи объединяют эти подходы для создания более мощных квантовых технологий.
Они запутали атомы стронция с фотоном, а затем сохранили эту запутанность в соседнем ионе кальция. Стронций-88 идеально подходит для генерации фотонов для создания квантовых сетей, объясняют ученые, но он чувствителен к шуму магнитного поля. Ионы кальция-43 — напротив, нечувствительны к магнитным полям. В результате использование кальция устраняет потерю информации и увеличивает время когерентности.
Используя комбинированную систему, исследователи смогли сохранить запутанность между ионом памяти и фотоном в течение более длительного времени, передав квантовую информацию от стронция к кальцию. Запутанность сохранялась в течение не менее 10 с, что как минимум в тысячу раз дольше, чем между отдельным ионом стронция и фотоном.
С помощью нового подхода отдельные квантовые вычислительные узлы могут быть загружены заданным количеством процессорных кубитов (например, кальция), а сетевой кубит (например, стронций) может затем использоваться для создания квантовых связей между удаленными модулями, отмечают разработчики.
Разработка открывает возможность для создания масштабируемых систем квантовых вычислений, поскольку использование небольших модулей, способных обрабатывать квантовую информацию, и их соединение с другими модулями позволяет избежать необходимости в больших и сложных ионных ловушках.
Источник: https://www.nanonewsnet.ru/

Физики разработали оптическое зеркало с квантовым выключателем. Исследование опубликовано в журнале Nature Physics. Физики из Института квантовой оптики Общества Макса Планка создали переключаемый метаматериал. Оптические свойства массива атомов можно изменять при помощи одного ридберговского атома. В зависимости от его энергетического состояния материал либо отражает свет, либо становится прозрачным.
Исследователи собрали атомы рубидия в фиксированный двумерный регулярный узор так, чтобы отдельные элементы находились на расстояниях меньше длины волны фотона. Из-за близкого расположения атомов такой массив действуют «кооперативно», объясняют ученые. В результате увеличения связи света с веществом даже одиночный фотон, прошедший мимо одного атома, эффективно отражается. Эта структура представляет собой самое легкое зеркало в мире, состоящее всего из одного слоя атомов.
Оптическое зеркало имеет много общего со своим классическим аналогом. В частности, вероятность отражения фиксирована и не может контролироваться. Чтобы управлять свойствами зеркала, физики разработали и поместили в центр массива переключатель, состоящий из одного ридберговского атома.
Это водородоподобные атомы или атомы щелочных металлов, у которых внешний электрон находится в высоковозбужденном состоянии. При облучении такого атома лазерным светом он переходит из основного в возбужденное состояние и обратно. В зависимости от энергетического состояния оптическое зеркало становилось отражающим или прозрачным как окно.
Исследователи отмечают, что квантовый переключатель принимает не только два крайних значения «0» и «1», но чаще оказывается в промежуточном состоянии. В результате в отличие от классического зеркала метаповерхность можно настроить так, что она одновременно и отражает, и пропускает фотоны света.
Разработку можно использовать для запутывания атомного света, добавляют авторы работы. Постановка квантового переключателя в когерентной суперпозиции между основным и возбужденным состоянием создает запутанность атома и света, уникальную и странную связь между входящим фотоном и атомным переключателем.
Источник: https://hightech.fm

Немецкие физики исследовали образование фешбаховских димеров из атомов калия-40, помещенных в узлы оптической решетки и возбужденных в состояние движения с ненулевым орбитальным моментом. Ученые не только смогли исследовать энергию связи димеров для различной глубины потенциалов, но обнаружить режим формирования молекул, который не наблюдается в основном колебательном состоянии атомов.
Работа опубликована в журнале Nature Physics.
Ультрахолодные атомы в оптических решетках уже давно превратились в рутинный инструмент для прощупывания сложной физики, протекающей в конденсированных средах: сверхпроводимости, сверхтекучести, магнитного порядка и так далее. Помимо этого, ученым интересно формирование молекул в таких условиях: когда кинетические энергии атомов достаточно низки, они могут связаться благодаря слабо выраженному минимуму, который есть в зависимости потенциальной энергии ван-дер-ваальсового взаимодействия от расстояния. Образующийся таким образом резонанс Фешбаха интересен тем, что им легко управлять с помощью слабых магнитных полей, что физики используют регулярно.
Большинство экспериментов по этой тематике начинается с захвата атомов из пучка в ячейки оптической решетки, формируемой в виде стоячих волн встречных лазерных лучей. Дальше ученые стараются охладить атомы до сверхнизких температур, что сопровождается их переходом в основное колебательное состояние в потенциальной яме. Основное состояние характеризуется нулевыми квантовыми числами и, как следствие, всяким отсутствием вращения.
Вместе с тем физики знают, что если перевести движение атомов из основного состояния в первое вращательное, то феноменология многочастичных взаимодействий усложняется и открывает дорогу к наблюдению необычных эффектов. К примеру, дисперсионные соотношения бозонных частиц с орбитальным моментом (вторая зона Блоха или P-зона) обладают минимумом вне нулевого импульса. Это означает, что при бозе-конденсации все атомы группируются с ненулевым импульсом, чего не наблюдается в традиционных конденсатах.
Ультрахолодная химия вращающихся атомов была подвергнута куда меньшему числу экспериментальных проверок, чем изучение новых фаз вещества. В 2021 году группа физиков из Гамбургского университета исследовала взаимодействия между фермионными атомами калия-40, переведенными в p-состояния в узлах оптической решетки. В тот раз, в зависимости от спин-поляризации атомного ансамбля, взаимодействие было либо слабым, либо вообще отсутствовало. В этот раз ученые смогли сделать его сильным, использовав резонанс Фешбаха.
В начале эксперимента авторы готовили около 600 000 атомов калия-40, удерживая их в оптической дипольной ловушке в виде сильно вырожденного ферми-газа. В присутствии небольшого магнитного поля ученые загружали атомы в узлы двухкомпонентной оптической решетки, состоящей из чередующихся в шахматном порядке потенциальных ям различной глубины. Настраивая спин-поляризацию атомов с помощью радиочастотных импульсов и медленно меняя магнитное поле, они добивались почти 100-процентного спаривания атомов в димеры. На последнем этапе физики манипулировали разницей в потенциалах подрешеток, чтобы перевести частицы во вторую блоховскую зону.
При таких условиях и атомы, и молекулы будут стараться занимать наинизшие энергетические состояния, которые, в отличие от первой зоны, локализованы в углах элементарной ячейки обратного пространства. Авторы придумали способ, как наглядно визуализировать этот процесс. Для этого они использовали времяпролетную масс-спектрометрию, в рамках которой поле оптической решетки резко выключается, высвобождая частицы. Расстояние, которое они при этом проходят, прежде чем физики зафиксируют их положение по флуоресценции, зависит от скорости и массы частицы. Поскольку фешбаховские димеры в два раза тяжелее, чем отдельные атомы калия, их паттерны были в два раза меньше вдоль одного из направлений, чем атомные. Этот факт позволял независимо оценивать количество атомов и молекул в смеси.
Развитая в работе методика дала физикам возможность определить энергию связи димеров, облучая их радиочастотными импульсами с различной частотой и считая продукты распада. Результаты опытов показали чувствительность не только к магнитному полю, но и к глубине оптической решетки. Авторы выяснили, что при большом ее значении димеры образуются даже тогда, когда эффективная длина рассеяния атомов друг на друге становится отрицательной, чего не наблюдается для частиц в первой блоховской зоне.
Источник: https://nplus1.ru/

Физики из МФТИ и Российского квантового центра разработали логический элемент, основанный на взаимодействии спиновых волн, которые возбуждались лазерными импульсами. Представленный подход существенно отличается от классических методов, основанных на использовании транзисторов и диодов.
Работа опубликована в журнале Physical Review Applied.
Александр Чернов, руководитель лаборатории физики магнитных гетероструктур и спинтроники для энергосберегающих информационных технологий МФТИ, рассказывает: «Представленный элемент существенно отличается как от транзисторов в классических полупроводниковых компьютерах, так и от неоптических спин-волновых элементов, хотя и выполняет те же функции — совершает логические операции».
Эффективная обработка информации и передача данных очень важны для современного общества. При этом постоянно возрастающий объем информации приводит к значительным затратам на энергопотребление. Разработчики рассматривают разные способы решения этой проблемы. Одним из физических явлений, которое может быть использовано как основа для создания новых логических устройств, являются коллективные спиновые возбуждения (гармонические колебания ориентаций спинов, распространяющиеся внутри магнитных материалов). В перспективе они могут позволить изменить концепцию обработки данных и в существенной степени уменьшить тепловые потери.
Спин-волновые логические устройства уже существуют. Есть транзисторы, затворы, диоды и различные логические элементы. Все они управляются с применением микрополосковых антенн, которые возбуждают спиновые волны при помощи микроволнового поля. Однако подобные решения сегодня существенно ограничены в плане возбуждения высокочастотных спиновых волн и миниатюризации самих устройств.
Александр Чернов поясняет: «Если мы хотим создать быстрый, миниатюрный и экономичный компьютер, то нужно решить ряд проблем. Наши современные полупроводниковые компьютеры работают на ГГц-частоте, из-за электрических токов компьютеры сильно нагреваются и потребляют много энергии. Потенциальной альтернативой могли бы стать высокочастотные спиновые волны, но у спин-волновых устройств на основе микрополосковых антенн проблемы с их возбуждением из-за разности импедансов (сопротивлений). В нашей работе мы используем оптическое возбуждение, которое лишено этой проблемы. Мы демонстрируем первый сверхбыстрый ОПТОмагнонный логический элемент — с ударением на “ОПТО”».
Главной целью работы ученых Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ и РКЦ было создание логического элемента на основе интерференции спиновых волн. Для этого ученые взяли оптически прозрачный магнитный материал — пленку железо-иттриевого граната, в которой возбуждали спиновые волны сверхбыстрыми фемтосекундными лазерными импульсами. Они позволяют возбуждать спиновые волны без нагрева и потери дополнительной энергии в желаемой точке на образце. Оказалось, что, управляя поляризацией излучения и изменяя условия для интерференции, можно добиться работы логических элементов, где входной информацией служат параметры лазерных импульсов (поляризация), а выходной — амплитуда спиновой волны в заданной точке пространства.
Но мало получить нужный результат в эксперименте, необходимо сделать его численное описание. «Я делал код симуляции, который решительно отказывался работать! Хотя эффект, казалось, уже был продемонстрирован, количественное описание никак не поддавалось, — рассказывает Антон Колосветов, аспирант МФТИ. — Я долго не сдавался и в итоге переписал код на другой платформе, которая позволила наглядно продемонстрировать и изучить эффект».
В конечном итоге удалось построить успешную модель для описания эксперимента, которая подтвердила экспериментально полученные результаты и позволила определить подходы для создания других типов логических элементов на основе спиновых волн.
Разработанный логический элемент получился полностью оптическим и динамическим. В нем можно менять входные параметры, такие как форма и количество пучков, что позволяет создавать различные типы логических устройств в одном месте, в то время как микрополосковые антенны размещаются на поверхности и их уже не сдвинешь.
По всем известному закону Мура уже довольно скоро полупроводниковая технология достигнет своего предела. Развитие оптомагнонной логики может сделать ее основной альтернативой для обработки и передачи информации.
Источник: https://naked-science.ru/

Исследователи из Сколтеха, Университета Тромсе — Арктического университета Норвегии, Института химии твердого тела и механохимии СО РАН и их коллеги выполнили теоретический анализ свойств сверхтонких алмазных пленок и определили, какие из них наиболее пригодны для дисплеев с автоэлектронной эмиссией. Эту разновидность плоских экранов первоначально разрабатывали наравне с господствующими сейчас жидкокристаллическими дисплеями.
И, возможно, альтернативную технологию рано списывать со счетов. Потенциальные преимущества — низкое энергопотребление, широкий угол обзора и безынерционность: пиксели меняют цвет быстро.
Исследование опубликовано в журнале первого квартиля ACS Applied Materials & Interfaces.
Диаман — сверхтонкая алмазная пленка, которая получается, если положить друг на друга два и более слоя графена и присоединить к внешним поверхностям этой многоэтажной конструкции атомы фтора, водорода или некоторых других элементов. В результате графен искривляется и его слои соединяются в плоский алмаз. Как раз такой материал может по своим электронным свойствам подойти для дисплеев компьютеров, телефонов, телевизоров с автоэлектронной эмиссией. Однако свойства диаманов трудно поддаются вычислению и зависят от многих параметров.
Старший преподаватель Сколтеха Александр Квашнин из Проектного центра по энергопереходу защитил кандидатскую диссертацию на тему свойств диаманов и выступил одним из авторов нового исследования, которое он прокомментировал так: «Мы рассмотрели различные диаманы с точки зрения влияния ряда факторов на их электронные свойства, а значит и на их применимость в дисплеях с автоэлектронной эмиссией. Всего было рассмотрено 60 сверхтонких алмазных пленок — это число получается, если перемножить три переменные. Во-первых, количество слоев углерода могло быть от одного до шести. Во-вторых, тип атомов, покрывающих поверхность пленок: фтор или водород. В-третьих, слои графена можно двигать относительно друг друга, в данном случае изучались пять вариантов их взаимной ориентации».
Ключевая характеристика, которую исследователи рассчитали для каждой из 60 конфигураций диамана, — сколько энергии требуется, чтобы выбить электрон с поверхности алмазной пленки. Этот параметр важен для дисплеев с автоэмиссией, поскольку излучение электронов как раз используется в них, чтобы зажигать пиксели, из которых складывается изображение на экране. Чем меньше энергии при этом расходуется, тем лучше, а зависит эта величина от так называемой запрещенной зоны материала: какие энергетические состояния в нем доступны электронам, а какие нет. Запрещенная зона тоже рассчитывалась и исследовалась авторами статьи.
Вывод: наиболее подходящая для дисплеев конфигурация диамана — шесть слоев, гидрирование (то есть водород, а не фтор) и ориентация углеродной пленки с поверхностью (2̅110).
Старший научный сотрудник Кристиан Тантардини из ИХТТМ СО РАН и Арктического университета Норвегии — первый автор исследования и выпускник аспирантуры Сколтеха. Он рассказал: «Помимо электронных свойств нами были определены поверхностные дипольные моменты посредством создания полуколичественного подхода на основе шкалы электроотрицательности, разработанной мной и профессором Огановым в Сколтехе. Данный подход позволяет избежать сложных и долгих первопринципных расчетов и спрогнозировать реакционную способность поверхности новых двумерных материалов».
Поверхностные дипольные моменты влияют на электронные свойства диаманов, в том числе на эмиссию электронов, поэтому полученная информация ценна для разработки дисплеев с автоэлектронной эмиссией и подбора альтернативных материалов для этих устройств.
Источник: https://naked-science.ru/

Сложно представить себе, что обычный домашний компьютер сможет выполнять операции в миллион раз быстрее, однако международная команда исследователей надеется, что их открытие приведет именно к такому будущему — появлению оптических вычислительных машин и отказу от современных полупроводящих транзисторов.
По мнению главы исследовательской группы Мохаммеда Хассана из Университета Аризоны (США), будущее электроники — не в передаче электрических сигналов через полупроводники, а в использовании лазерных лучей для контроля электрических сигналов. Такая технология открывает путь к появлению «оптических транзисторов» и развитию сверхбыстрой оптической электроники, пишет Phys.org.
С момента изобретения транзисторов в 1940-х технологический прогресс сосредоточился вокруг наращивания скорости генерирования электрических сигналов, измеряемой в герцах. По словам Хассана, самые быстрые транзисторы в мире могут работать со скоростью свыше 800 ГГц. Передача данных на такой частоте происходит в масштабе пикосекунд, или одной триллионной секунды.
Команда Хассана описала вариант использования оптического переключателя светового сигнала для достижения скоростей передачи данных, выходящих за пределы 1 ПГц и измеряемых в масштабе аттосекунд. Одна аттосекунда — это одна квинтильонная доля секунды, то есть передача данных будет происходить в миллион раз быстрее, чем через самые быстрые транзисторы.
Хотя оптические переключатели уже обходят по скорости транзисторы, Хассан и его коллеги смогли зарегистрировать включение и выключение сигналов источника света, происходящие за миллиардные доли секунды. Этого удалось добиться благодаря кварцевому стеклу, которое часто используют в оптике. Кварцевое стекло может мгновенно менять отражательную способность, а благодаря применению сверхбыстрых лазеров изменения в световом сигнале получилось зарегистрировать в масштабе аттосекунд. Работа ученых продемонстрировала возможность посылать данные в форме единиц и нолей с недостижимой ранее скоростью.
Источник: https://hightech.plus/

© 2024 Лазерная ассоциация

Поиск