Etusivu > lehdistö > Chicagon yliopiston tutkijat keksivät pienimmän tunnetun tavan ohjata valoa: 2D-optiset aaltoputket voivat osoittaa tietä uuteen teknologiaan
 |
| Chicagon yliopiston tutkijat löysivät vain muutaman atomin paksuisen lasikiteen, joka voi vangita ja kuljettaa valoa – ja sitä voitaisiin käyttää sovelluksiin. Materiaali on näkyvissä ohuena viivana muovin keskellä, jota pitää tutkimuksen toinen kirjoittaja Hanyu Hong. LUOTTO Kuva Jean Lachat |
Tiivistelmä:
Valon ohjaaminen paikasta toiseen on nykymaailmamme selkäranka. Valtamerten alla ja eri mantereilla valokaapelit kuljettavat valoa, joka koodaa kaiken YouTube-videoista pankkilähetyksiin – kaikki noin hiuksen kokoisten säikeiden sisällä.
Chicagon yliopiston tutkijat keksivät pienimmän tunnetun tavan ohjata valoa: 2D-optiset aaltoputket voivat osoittaa tietä uuteen teknologiaan
Chicago, IL | Julkaistu 11. elokuuta 2023
Chicagon yliopiston professori Jiwoong Park kuitenkin pohti, mitä tapahtuisi, jos tekisit vielä ohuempia ja litteämpiä säikeitä – itse asiassa niin ohuita, että ne ovat itse asiassa 2D-kuvia 3D:n sijaan. Mitä valolle tapahtuisi?
Useiden innovatiivisten kokeiden avulla hän ja hänen tiiminsä havaitsivat, että vain muutaman atomin paksuinen lasikidelevy voisi vangita ja kuljettaa valoa. Ei vain sitä, vaan se oli yllättävän tehokas ja pystyi kulkemaan suhteellisen pitkiä matkoja - jopa senttimetrin, mikä on hyvin kaukana valopohjaisen tietojenkäsittelyn maailmassa.
Tutkimus, joka julkaistiin 10. elokuuta Science-lehdessä, osoittaa, mitkä ovat pohjimmiltaan 2D-fotonipiirejä ja voivat avata polkuja uudelle teknologialle.
”Olimme täysin yllättyneitä siitä, kuinka voimakas tämä superohut kristalli on; se ei vain voi pitää energiaa, vaan toimittaa sen tuhat kertaa pidemmälle kuin kukaan on nähnyt vastaavissa järjestelmissä", sanoi tutkimuksen johtava kirjoittaja Jiwoong Park, kemian professori ja johtaja sekä James Franck Instituten ja Pritzker School of Molecular Engineeringin jäsen. . "Loukkuun jäänyt valo käyttäytyi myös kuin se matkustaisi 2D-tilassa."
Ohjaava valo
Äskettäin keksitty järjestelmä on tapa ohjata valoa, joka tunnetaan nimellä aaltoputki, joka on olennaisesti kaksiulotteinen. Testeissä tutkijat havaitsivat, että he voisivat käyttää erittäin pieniä prismoja, linssejä ja kytkimiä ohjaamaan valon polkua sirua pitkin - kaikki piirien ja laskelmien ainesosat.
Fotonisia piirejä on jo olemassa, mutta ne ovat paljon suurempia ja kolmiulotteisia. Ratkaisevaa on, että olemassa olevissa aaltoputkissa valon hiukkaset, joita kutsutaan fotoneiksi, kulkevat aina aaltoputken sisällä.
Tässä järjestelmässä, tutkijat selittivät, lasikide on itse asiassa ohuempi kuin itse fotoni - joten osa fotonista itse asiassa työntyy ulos kiteestä sen kulkiessa.
Se on vähän kuin ero putken rakentamisen välillä matkalaukkujen lähettämiseksi lentokentälle ja niiden asettamisen välillä kuljetinhihnan päälle. Kuljetinhihnan ansiosta matkalaukut ovat ilmaan päin ja niitä on helppo nähdä ja säätää matkalla. Tämä lähestymistapa helpottaa monimutkaisten laitteiden rakentamista lasikiteistä, koska valoa voidaan helposti siirtää linsseillä tai prismoilla.
Fotonit voivat myös kokea tietoa olosuhteista matkan varrella. Ajattele ulkoa tulevien matkalaukkujen tarkistamista nähdäksesi, sataako ulkona lunta. Samoin tutkijat voivat kuvitella käyttävänsä näitä aaltoputkia antureiden tekemiseen mikroskooppisella tasolla.
"Ole esimerkiksi, että sinulla oli näyte nestettä ja halusit aistia, onko tietty molekyyli läsnä", Park selitti. "Voit suunnitella sen niin, että tämä aaltoputki kulkee näytteen läpi, ja tuon molekyylin läsnäolo muuttaisi valon käyttäytymistä."
Tiedemiehet ovat myös kiinnostuneita rakentamaan erittäin ohuita fotonipiirejä, jotka voitaisiin pinota useiden pienten laitteiden integroimiseksi samalle sirualueelle. Näissä kokeissa käytetty lasikide oli molybdeenidisulfidia, mutta periaatteiden pitäisi toimia myös muissa materiaaleissa.
Vaikka teoreettiset tutkijat olivat ennustaneet tämän käyttäytymisen olevan olemassa, sen ymmärtäminen laboratoriossa oli vuosia pitkä matka, tutkijat sanoivat.
”Se oli todella haastava mutta tyydyttävä ongelma, koska kävelimme aivan uudelle alalle. Joten kaikki tarvittava meidän piti suunnitella itse – materiaalin kasvattamisesta valon liikkumisen mittaamiseen”, sanoi jatko-opiskelija Hanyu Hong, paperin toinen kirjoittaja.
Myungjae Lee (aiemmin tutkijatohtori UChicagossa, nyt Soulin kansallisen yliopiston tiedekunta) oli toinen ensimmäinen kirjoittaja. Tohtorintutkija Jaehyung Yu, Fauzia Mujid (PhD'22, nyt Ecolabissa) ja jatko-opiskelijat Andrew Ye ja Ce Liang olivat myös kirjoittajia.
Tutkijat käyttivät Chicagon yliopiston materiaalitutkimuksen tiede- ja tekniikkakeskusta, Pritzkerin nanotehtaiden valmistustiloja ja Cornellin materiaalitutkimuskeskusta.
####
Saat lisätietoja napsauttamalla tätä
Yhteydet:
Meredith Davis
University of Chicago
Copyright © Chicagon yliopisto
Jos sinulla on kommentteja, kiitos Ota yhteyttä meille.
Lehdistötiedotteiden liikkeeseenlaskijat, eivät 7th Wave, Inc. tai Nanotechnology Now, ovat yksin vastuussa sisällön oikeellisuudesta.
Kirjanmerkki:
| Linkkejä |
| Aiheeseen liittyvät uutiset Lehdistö |
Uutiset ja tiedot
Femtosekunnin lasertekniikka synnyttää "tanssivia mikrorobotteja": USTC:n läpimurto monimateriaalista mikrovalmistuksessa Elokuu 11th, 2023
USTC saavutti rajapinnan sähkökemian dynaamisen kuvantamisen Elokuu 11th, 2023
Yksinkertaisella kuulakärkikynällä voi kirjoittaa mukautettuja LED-valoja Elokuu 11th, 2023
Meriveden kloridi-ionit katsoivat mahdolliseksi litiumin korvaamiseksi tulevaisuuden akuissa Elokuu 11th, 2023
2 Mitat Materiaalit
Mahdolliset tulevaisuudet
USTC saavutti rajapinnan sähkökemian dynaamisen kuvantamisen Elokuu 11th, 2023
Yksinkertaisella kuulakärkikynällä voi kirjoittaa mukautettuja LED-valoja Elokuu 11th, 2023
Meriveden kloridi-ionit katsoivat mahdolliseksi litiumin korvaamiseksi tulevaisuuden akuissa Elokuu 11th, 2023
Chip-tekniikka
Tietojenkäsittelyn nykyisyys ja tulevaisuus saavat vauhtia uudesta tutkimuksesta Heinäkuu 21st, 2023
Tutkimuksen läpimurto voi olla merkittävä kvanttilaskennan tulevaisuuden kannalta: irlantilaiset tutkijat vahvistavat uuden suprajohdemateriaalin ratkaisevan ominaisuuden Kesäkuu 30th, 2023
Optinen laskenta / fotoniikka
USTC parantaa yksittäisten piikarbidipyöritysvärikeskusten fluoresenssin kirkkautta Kesäkuu 9th, 2023
Läpimurto MXenesin optisissa ominaisuuksissa – kaksiulotteiset heterorakenteet tuovat uusia ideoita Toukokuu 12th, 2023
Ilmoitukset
Yksinkertaisella kuulakärkikynällä voi kirjoittaa mukautettuja LED-valoja Elokuu 11th, 2023
Meriveden kloridi-ionit katsoivat mahdolliseksi litiumin korvaamiseksi tulevaisuuden akuissa Elokuu 11th, 2023
Tatuointitekniikka siirtää kullan nanokuvioita eläviin soluihin Elokuu 11th, 2023
Haastattelut / Kirjaarvostelut / Esseet / Raportit / Podcastit / Lehdet / White paper / Posts
Yksinkertaisella kuulakärkikynällä voi kirjoittaa mukautettuja LED-valoja Elokuu 11th, 2023
Meriveden kloridi-ionit katsoivat mahdolliseksi litiumin korvaamiseksi tulevaisuuden akuissa Elokuu 11th, 2023
Tatuointitekniikka siirtää kullan nanokuvioita eläviin soluihin Elokuu 11th, 2023
Fotoniikan / Optics / Laserit
Ultranopeat laserit materiaalien käsittelyyn Elokuu 11th, 2023
Femtosekunnin lasertekniikka synnyttää "tanssivia mikrorobotteja": USTC:n läpimurto monimateriaalista mikrovalmistuksessa Elokuu 11th, 2023
Kahden tyyppisen ultranopean tilan lukitustoiminnon luominen Er-seostetusta kuitulaserista, joka perustuu germaneeni-nanolevyihin Heinäkuu 21st, 2023
- SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
- PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
- PlatoESG. Autot / sähköautot, hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
- PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
- ChartPrime. Nosta kaupankäyntipeliäsi ChartPrimen avulla. Pääsy tästä.
- BlockOffsets. Ympäristövastuun omistuksen nykyaikaistaminen. Pääsy tästä.
- Lähde: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57385
