Navzdory rozšířenému používání optických komunikačních linek s transceivery a lasery zůstává plně optické zpracování dat přísně střeženým tajemstvím. Nová studie týmu vědců z Ruska a Velké Británie pomůže posunout tuto cestu. jedna ze základních záhad silné interakce mezi světlem a organickými molekulami.
Organické látky mají zájem vědce z nějakého důvodu. Evoluce pozemských organismů je neoddělitelně spjata s interakcí se světlem. A velmi silně propojeno! Znalost základních zákonitostí těchto souvislostí pomůže dosáhnout velkého pokroku ve vývoji elektroniky založené na organických materiálech. LED, lasery a stále populárnější OLED obrazovky jsou jen některé z odvětví, která by mohla urychlit svůj růst s novými poznatky.
Průlom v chápání jevů silné interakce světla s organickými molekulami učinil tým vědců ze Skoltech Hybrid Photonics Laboratory a University of Sheffield (UK). Principy silné vazby nabízejí jedinečné možnosti pro čistě optické zpracování informací bez výrazné ztráty rychlosti signálu a energie při převodu na proud, ke kterému dnes dochází. Tato studie je předmětem článku v Nature Communications Physics (text v angličtině je volně dostupný na adrese ).
Stejně jako u předchozích studií silných interakcí světla (fotonů) s hmotou vědci studovali „směšování“ fotonů s elektronickou excitací molekul neboli excitonů. Interakce fotonů s kvazičásticemi – excitony – vede ke vzniku dalších kvazičástic – polaritonů. Polaritony kombinují vysokou rychlost šíření světla a elektronické vlastnosti hmoty. Jednoduše řečeno, foton je jakoby zhmotněn a získává vlastnosti blízké vlastnostem elektronu. Už s tímto !
Na základě polaritonu je možné vytvořit pracovní tranzistor a v budoucnu i procesor. Takový počítač nebude vyžadovat emitující a fotokonvertující senzory, které mají nízkou účinnost a nízký výkon, a tým ze Skoltechu dnes ukončil záhadu polaritonových interakcí.
„Z experimentů je známo, že při kondenzaci polaritonů v organické hmotě dochází k prudkému posunu spektrálních vlastností a tento posun vždy vede ke zvýšení frekvence polaritonů. To je indikátor nelineárních procesů probíhajících v systému, stejně jako například změna barvy kovu při jeho zahřívání.
Skupina analyzovala experimentální data a stanovila klíčové závislosti frekvenčního posunu polaritonů na nejdůležitějších parametrech interakce světla s organickými molekulami. Poprvé byl objeven silný vliv přenosu energie mezi sousedními molekulami na nelineární vlastnosti polaritonů. To odhalilo hnací sílu polaritonů. Při znalosti podstaty mechanismu je možné teorii rozvinout a potvrdit ji praktickými experimenty, například spojením několika polaritonových kondenzátů do jednoho obvodu pro sestavení polaritonových procesorů.
Zdroj: 3dnews.ru