Графен помог физикам смешать фотоны

Физики создали преобразователь света на основе графена. Статья ученых появилась в Nature Photonics. Основой для нового устройства стал фотонный кристалл. Этим термином в физике называется среда, в которая характеризуется периодическим изменением показателя преломления. Такую среду можно получить, например, взяв «мозаику» из разных наночастиц. В новой работе, однако, кристалл представлял собой решетку из кремния с цилиндрическими отверстиями диаметром 124 нанометра. Поверх решетки ученые разместили графеновую пленку.

Основой для нового устройства стал фотонный кристалл. Этим термином в физике называется среда, в которая характеризуется периодическим изменением показателя преломления. Такую среду можно получить, например, взяв «мозаику» из разных наночастиц. В новой работе, однако, кристалл представлял собой решетку из кремния с цилиндрическими отверстиями диаметром 124 нанометра. Поверх решетки ученые разместили графеновую пленку.

Как оказалось, полученная система позволяет преобразовывать электромагнитное излучение, затрачивая при этом меньше электроэнергии, чем более крупные аналоги. Например, облучая решетку лазером, ученые обнаружили, что устройство испускает электромагнитные волны. Свойствами излучения при этом можно управлять, меняя интенсивность луча и длину волны.

Кроме этого ученым удалось продемонстрировать потенциал нового устройства для работы исключительно в оптическом диапазоне. «Нам удалось зарегистрировать перемешивание электромагнитных волн в нашем устройстве. В результате такого нелинейного перемешивания возникали новые частоты, причем тратилось на это много меньше энергии, чем обычно», — приводятся слова одного из авторов работы Чи Вонга в пресс-релизе Колумбийского университета.

Ученые говорят, что новое устройство может стать основой для создания полностью оптических компьютеров — вычислительных систем, в которых все процессы будут выполняться при помощи фотонов. В настоящее время, например, для передачи информации на большие расстояния используются оптические кабели, переносчиком информации в которых являются фотоны. Внутри же компьютеров вычисления производятся при помощи электрических токов. Переход на фотоны позволит не только ускорить работу компьютеров, но и сэкономить энергию, которая в настоящее время тратится на преобразование одного вида сигналов в другой.

Графен представляет собой двумерный слой углерода, атомы которого располагаются в вершинах гексагональной сетки. Материал был впервые получен Константином Новоселовым и Андреем Геймом. Для работы исследователи, получившие позже за свое открытие Нобелевскую премию, использовали обыкновенный скотч — им они отделяли от графита верхние слои, получая графен.

Источник: lenta.ru

БАК помог физикам уточнить вероятность редчайшего распада кварков
МОСКВА, 27 июл — РИА Новости. Большой адронный коллайдер помог физикам впервые оценить то, с какой вероятностью происходит редчайший тип превращения одного вида кварка в другой «кирпичик материи» внутри тяжелого…

Физики разработали фотонный квантовый компьютер
Физики разработали квантовый компьютер, вычислительная мощность которого при масштабировании способна во много раз превзойти способности классических ЭВМ.

Черные дыры Керра помогли физикам взвесить фотоны
Международная группа физиков установила, что факт существования вращающихся черных дыр (известных также как черные дыры Керра), накладывает ограничения на массу фотонов в некоторых теориях, являющихся расширениями Стандартной модели. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters. Существование черных дыр впервые было предсказано в начале XX века. Простейшими дырами считаются так называемые дыры Шварцшильда, названные так в честь пионера теории относительности Карла Шварцшильда.

Рентгеновский лазер помог физикам взглянуть на электроны внутри алмаза
Физики использовали сверхмощный рентгеновский лазер LCLS для получения первых фотоснимков отдельных электронов, обращающихся вокруг атомов углерода в кристалле алмаза, и опубликовали результаты своей работы в статье в журнале Nature. Излучатель LCLS в американской Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Калифорнии является самым мощным на сегодня рентгеновским лазером на свободных электронах. Это устройство используется для самых разнообразных экспериментов в области физики элементарных частиц и в других разделах этой науки.


  • Кристалл,
  • Намера,
  • Устройство,
  • Компьютер,
  • Работа
Комментировать публикацию через Постсовет:
Комментарии (0) RSS свернуть / развернуть

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.


Комментировать публикацию через Вконтакте: