Uprkos širokoj upotrebi optičkih komunikacionih linija sa primopredajnicima i laserima, potpuno optička obrada podataka ostaje strogo čuvana tajna. Nova studija tima naučnika iz Rusije i Velike Britanije pomoći će da se napreduje na ovom putu. jedna od osnovnih misterija snažne interakcije između svjetlosti i organskih molekula.
Organski proizvodi su zainteresovali naučnike s razlogom. Evolucija kopnenih organizama neraskidivo je povezana sa interakcijom sa svjetlom. I veoma snažno povezan! Poznavanje osnovnih zakona ovih veza će pomoći da se napravi veliki napredak u razvoju elektronike zasnovane na organskim materijalima. LED diode, laseri i sve popularniji OLED ekrani samo su neke od industrija koje bi mogle ubrzati svoj rast novim saznanjima.
Proboj u razumijevanju fenomena snažne interakcije svjetlosti sa organskim molekulima napravio je tim naučnika iz Skoltech Hybrid Photonics Laboratory i Univerziteta Sheffield (UK). Principi jake sprege nude jedinstvene mogućnosti za potpuno optičku obradu informacija bez značajnog gubitka brzine signala i energije kada se pretvore u struju, što se danas dešava. Ova studija je predmet članka u Nature Communications Physics (tekst na engleskom je besplatno dostupan na ).
Kao iu prethodnim studijama jakih interakcija svjetlosti (fotona) sa materijom, naučnici su proučavali "miješanje" fotona sa elektronskom pobudom molekula ili ekscitona. Interakcija fotona sa kvazičesticama – ekscitonima – dovodi do pojave drugih kvazičestica – polaritona. Polaritoni kombinuju veliku brzinu širenja svetlosti i elektronska svojstva materije. Jednostavno rečeno, foton je, takoreći, materijaliziran i poprima svojstva bliska onima elektrona. Sa ovim već !
Na osnovu polaritona moguće je napraviti radni tranzistor i, u budućnosti, procesor. Za takav računar neće biti potrebni senzori za emitovanje i fotokonvertovanje, koji imaju nisku efikasnost i niske performanse, a tim iz Skoltecha danas je stao na kraj misteriji interakcija polaritona.
„Iz eksperimenata je poznato da kada se polaritoni kondenzuju u organskoj materiji, dolazi do oštrog pomaka u spektralnim svojstvima, a taj pomak uvijek dovodi do povećanja frekvencije polaritona. Ovo je pokazatelj nelinearnih procesa koji se dešavaju u sistemu, baš kao, na primjer, promjena boje metala dok se zagrijava.”
Grupa je analizirala eksperimentalne podatke i ustanovila ključne zavisnosti pomaka frekvencije polaritona od najvažnijih parametara interakcije svjetlosti s organskim molekulima. Po prvi put je otkriven snažan utjecaj prijenosa energije između susjednih molekula na nelinearne osobine polaritona. Ovo je otkrilo pokretačku snagu iza polaritona. Poznavajući prirodu mehanizma, moguće je razviti teoriju i potvrditi je praktičnim eksperimentima, na primjer, povezati nekoliko polaritonskih kondenzata u jedno kolo za izgradnju polaritonskih procesora.
izvor: 3dnews.ru