Екип от учени от Русия и Великобритания разгада мистерията по пътя към оптичните процесори

Въпреки широкото използване на оптични комуникационни линии с приемо-предаватели и лазери, изцяло оптичната обработка на данни остава строго пазена мистерия. Ново изследване на екип от учени от Русия и Великобритания ще помогне да се придвижи по този път. непокрити една от основните мистерии на силното взаимодействие между светлината и органичните молекули.

Органичните вещества интересуват учените с причина. Еволюцията на земните организми е неразривно свързана с взаимодействието със светлината. И свързан много силно! Познаването на основните закони на тези връзки ще помогне да се постигне голям напредък в развитието на електрониката, базирана на органични материали. Светодиодите, лазерите и все по-популярните OLED екрани са само малка част от индустриите, които биха могли да ускорят растежа си с нови знания.

Пробив в разбирането на феномена на силното взаимодействие на светлината с органичните молекули направи екип от учени от Лабораторията за хибридна фотоника Skoltech и Университета на Шефилд (Великобритания). Принципите на силното свързване предлагат уникални възможности за изцяло оптична обработка на информация без значителна загуба на скорост на сигнала и енергия при преобразуване в ток, което се случва днес. Това изследване е предмет на статия в Nature Communications Physics (текстът на английски е свободно достъпен на тази връзка).

Както при предишни изследвания на силните взаимодействия на светлината (фотоните) с материята, учените са изследвали "смесването" на фотони с електронно възбуждане на молекули или екситони. Взаимодействието на фотони с квазичастици - екситони - води до появата на други квазичастици - поляритони. Поляритоните съчетават високата скорост на разпространение на светлината и електронните свойства на материята. Най-просто казано, фотонът сякаш се материализира и придобива свойства, близки до тези на електрона. С това вече можете да работите!

Въз основа на поляритон е възможно да се създаде работещ транзистор и в бъдеще процесор. Такъв компютър няма да изисква излъчващи и фотопреобразуващи сензори, които имат ниска ефективност и ниска производителност, а екипът от Skoltech днес сложи край на мистерията на поляритоновите взаимодействия.

„От експериментите е известно, че когато поляритоните се кондензират в органичната материя, настъпва рязка промяна в спектралните свойства и тази промяна винаги води до увеличаване на честотата на поляритоните. Това е индикатор за нелинейни процеси, протичащи в системата, точно както, например, промяната в цвета на метала, докато се нагрява.

Групата анализира експерименталните данни и установи ключовите зависимости на изместването на честотата на поляритона от най-важните параметри на взаимодействието на светлината с органичните молекули. За първи път е открито силно влияние на преноса на енергия между съседни молекули върху нелинейните свойства на поляритоните. Това разкри движещата сила зад поляритоните. Познавайки естеството на механизма, е възможно да се развие теорията и да се потвърди с практически експерименти, например да се свържат няколко поляритонни кондензата в една верига за изграждане на поляритонни процесори.

Източник: 3dnews.ru