Naukowcy z Purdue University odkryli nowe fale z przestrzennymi zmianami pól elektromagnetycznych w skali pikometrowej, które mogą rozchodzić się w półprzewodnikach takich jak krzem.
Picophotonics, wizja artystyczna
Duże w nowym oknie >>
"Słowo mikroskopowy ma swoje źródło w skali długości mikrona, który jest milion razy mniejszy od metra. Nasza praca dotyczy interakcji światło-materia w reżimie pikoskopowym, który jest znacznie mniejszy, gdzie dyskretne ułożenie siatek atomowych zmienia właściwości światła w zaskakujący sposób" - mówi Jacob.
Te intrygujące odkrycia pokazują, że w naturalnych mediach zachodzi wiele bogatych zjawisk interakcji światło-materia na poziomie atomistycznym. Wykorzystanie fal pikofotonicznych w materiałach półprzewodzących może doprowadzić badaczy do zaprojektowania nowych, funkcjonalnych urządzeń optycznych, umożliwiających zastosowanie w technologiach kwantowych.
Interakcja światło-materia w materiałach jest kluczowa dla wielu urządzeń fotonicznych, od laserów po detektory. W ciągu ostatniej dekady, nanofotonika, badanie przepływu światła w skali nanometrowej w strukturach technicznych takich jak kryształy fotoniczne i metamateriały doprowadziły do ważnych postępów. Te istniejące badania można uchwycić w ramach klasycznej teorii materii atomowej. Obecne odkrycie prowadzące do pikofotoniki było możliwe dzięki dużemu skokowi naprzód przy użyciu kwantowej teorii reakcji atomistycznych w materii. W skład zespołu wchodzą Jacob, a także dr Sathwik Bharadwaj, pracownik naukowy Purdue University, oraz dr Todd Van Mechelen, były post-doc Purdue University.
Długoletnią zagadką w tej dziedzinie było brakujące ogniwo pomiędzy siatkami atomowymi, ich symetriami i rolą, jaką odgrywa na głęboko pikoskopowych polach świetlnych. Aby odpowiedzieć na tę zagadkę, zespół teoretyczny opracował Maxwellowskie ramy Hamiltonianu materii połączone z kwantową teorią reakcji indukowanych światłem w materiałach.
"Jest to przełomowe odejście od klasycznego traktowania przepływu światła stosowanego w nanofotonice" - mówi Jacob. "Kwantowa natura zachowania światła w materiałach jest kluczem do powstania zjawisk z zakresu pikofotoniki".
Bharadwaj i współpracownicy pokazali, że ukryte wśród tradycyjnych, znanych fal elektromagnetycznych, nowe anomalne fale pojawiają się w sieci atomowej. Te fale świetlne są wysoce oscylacyjne nawet w obrębie jednego fundamentalnego bloku budulcowego kryształu krzemu (sub-nanometrowa skala długości).
"Same materiały naturalne mają bogate wewnętrzne symetrie sieci krystalicznej, a światło silnie oddziałuje z tymi symetriami" - mówi Bharadwaj. "Bezpośrednim kolejnym celem jest zastosowanie naszej teorii do plejady materiałów kwantowych i topologicznych, a także eksperymentalne sprawdzenie istnienia tych nowych fal".
"Nasza grupa przoduje w badaniach nad pikoskalowymi polami elektrodynamicznymi wewnątrz materii na poziomie atomistycznym" - mówi Jacob. "Niedawno zainicjowaliśmy sieć teorii pikoelektrodynamiki, w ramach której łączymy zróżnicowanych badaczy w celu zbadania makroskopowych zjawisk wynikających z mikroskopowych pól pikoelektrodynamicznych wewnątrz materii".
Podsumowanie artykułu wygenerowane automatycznie przez OPEN_AI model text-curie-001:
Pikofotonika to badanie oddziaływań światło-materia w skali sub-nanometrowej, które otwiera nowe możliwości rozwoju technologii kwantowych. Naukowcy z Purdue University odkryli, że istnieją dziwne fale z przestrzennymi zmianami pól elektromagnetycznych w skali pikometrowej, które mogą rozchodzić się w półprzewodnikach takich jak krzem.
Termin "pola świetlne" użyty w artykule wyjaśnia OPEN_AI model text-davinci-002:
Pola świetlne to rodzaj pola elektromagnetycznego, które może rozchodzić się w półprzewodnikach takich jak krzem. Są to przestrzenne zmiany pól elektromagnetycznych w skali pikometrowej, które można wykorzystać do projektowania nowych, funkcjonalnych urządzeń optycznych.
Źródło: Phys.org: Researchers unlock light-matter interactions on sub-nanometer scales, leading to 'picophotonics'
Sathwik Bharadwaj et al --> Physical Review Applied --> Picophotonics: Anomalous Atomistic Waves in Silicon --> DOI: 10.1103/PhysRevApplied.18.044065
Te intrygujące odkrycia pokazują, że w naturalnych mediach zachodzi wiele bogatych zjawisk interakcji światło-materia na poziomie atomistycznym. Wykorzystanie fal pikofotonicznych w materiałach półprzewodzących może doprowadzić badaczy do zaprojektowania nowych, funkcjonalnych urządzeń optycznych, umożliwiających zastosowanie w technologiach kwantowych.
Interakcja światło-materia w materiałach jest kluczowa dla wielu urządzeń fotonicznych, od laserów po detektory. W ciągu ostatniej dekady, nanofotonika, badanie przepływu światła w skali nanometrowej w strukturach technicznych takich jak kryształy fotoniczne i metamateriały doprowadziły do ważnych postępów. Te istniejące badania można uchwycić w ramach klasycznej teorii materii atomowej. Obecne odkrycie prowadzące do pikofotoniki było możliwe dzięki dużemu skokowi naprzód przy użyciu kwantowej teorii reakcji atomistycznych w materii. W skład zespołu wchodzą Jacob, a także dr Sathwik Bharadwaj, pracownik naukowy Purdue University, oraz dr Todd Van Mechelen, były post-doc Purdue University.
Długoletnią zagadką w tej dziedzinie było brakujące ogniwo pomiędzy siatkami atomowymi, ich symetriami i rolą, jaką odgrywa na głęboko pikoskopowych polach świetlnych. Aby odpowiedzieć na tę zagadkę, zespół teoretyczny opracował Maxwellowskie ramy Hamiltonianu materii połączone z kwantową teorią reakcji indukowanych światłem w materiałach.
"Jest to przełomowe odejście od klasycznego traktowania przepływu światła stosowanego w nanofotonice" - mówi Jacob. "Kwantowa natura zachowania światła w materiałach jest kluczem do powstania zjawisk z zakresu pikofotoniki".
Bharadwaj i współpracownicy pokazali, że ukryte wśród tradycyjnych, znanych fal elektromagnetycznych, nowe anomalne fale pojawiają się w sieci atomowej. Te fale świetlne są wysoce oscylacyjne nawet w obrębie jednego fundamentalnego bloku budulcowego kryształu krzemu (sub-nanometrowa skala długości).
"Same materiały naturalne mają bogate wewnętrzne symetrie sieci krystalicznej, a światło silnie oddziałuje z tymi symetriami" - mówi Bharadwaj. "Bezpośrednim kolejnym celem jest zastosowanie naszej teorii do plejady materiałów kwantowych i topologicznych, a także eksperymentalne sprawdzenie istnienia tych nowych fal".
"Nasza grupa przoduje w badaniach nad pikoskalowymi polami elektrodynamicznymi wewnątrz materii na poziomie atomistycznym" - mówi Jacob. "Niedawno zainicjowaliśmy sieć teorii pikoelektrodynamiki, w ramach której łączymy zróżnicowanych badaczy w celu zbadania makroskopowych zjawisk wynikających z mikroskopowych pól pikoelektrodynamicznych wewnątrz materii".
Podsumowanie artykułu wygenerowane automatycznie przez OPEN_AI model text-curie-001:
Pikofotonika to badanie oddziaływań światło-materia w skali sub-nanometrowej, które otwiera nowe możliwości rozwoju technologii kwantowych. Naukowcy z Purdue University odkryli, że istnieją dziwne fale z przestrzennymi zmianami pól elektromagnetycznych w skali pikometrowej, które mogą rozchodzić się w półprzewodnikach takich jak krzem.
Termin "pola świetlne" użyty w artykule wyjaśnia OPEN_AI model text-davinci-002:
Pola świetlne to rodzaj pola elektromagnetycznego, które może rozchodzić się w półprzewodnikach takich jak krzem. Są to przestrzenne zmiany pól elektromagnetycznych w skali pikometrowej, które można wykorzystać do projektowania nowych, funkcjonalnych urządzeń optycznych.
Źródło: Phys.org: Researchers unlock light-matter interactions on sub-nanometer scales, leading to 'picophotonics'
Sathwik Bharadwaj et al --> Physical Review Applied --> Picophotonics: Anomalous Atomistic Waves in Silicon --> DOI: 10.1103/PhysRevApplied.18.044065
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz