Huolimatta optisten viestintälinjojen laajasta käytöstä lähetin-vastaanottimien ja lasereiden kanssa, täysin optinen tietojenkäsittely on edelleen tiukasti varjeltu salaisuus. Venäjän ja Iso-Britannian tutkijoiden ryhmän uusi tutkimus auttaa edistämään tätä tietä. yksi valon ja orgaanisten molekyylien välisen vahvan vuorovaikutuksen perusmysteereistä.
Orgaaniset tuotteet ovat kiinnostaneet tutkijoita syystä. Maan organismien evoluutio liittyy erottamattomasti vuorovaikutukseen valon kanssa. Ja yhdistetty erittäin vahvasti! Näiden yhteyksien peruslakien tuntemus auttaa edistymään merkittävästi orgaanisiin materiaaleihin perustuvan elektroniikan kehittämisessä. LEDit, laserit ja yhä suositummat OLED-näytöt ovat vain muutamia toimialoja, jotka voivat nopeuttaa kasvuaan uuden tiedon avulla.
Tutkijaryhmä Skoltech Hybrid Photonics Laboratorysta ja Sheffieldin yliopistosta (Yhdistynyt kuningaskunta) teki läpimurron valon ja orgaanisten molekyylien voimakkaan vuorovaikutuksen ilmiöiden ymmärtämisessä. Vahvan kytkennän periaatteet tarjoavat ainutlaatuisia mahdollisuuksia täysin optiseen tiedonkäsittelyyn ilman signaalin nopeuden ja energian merkittävää menetystä virraksi muunnettaessa, mitä tapahtuu nykyään. Tämä tutkimus on artikkelin aihe Nature Communications Physics -lehdessä (englanninkielinen teksti on vapaasti saatavilla osoitteessa ).
Kuten aiemmissa tutkimuksissa valon (fotonien) voimakkaasta vuorovaikutuksesta aineen kanssa, tutkijat tutkivat fotonien "sekoittumista" molekyylien tai eksitonien elektroniseen viritykseen. Fotonien vuorovaikutus kvasihiukkasten - eksitonien - kanssa johtaa muiden kvasihiukkasten - polaritonien - ilmaantumiseen. Polaritonit yhdistävät valon suuren etenemisnopeuden ja aineen elektroniset ominaisuudet. Yksinkertaisesti sanottuna fotoni ikään kuin materialisoituu ja saa ominaisuuksia, jotka ovat lähellä elektronin ominaisuuksia. Tämän kanssa jo !
Polaritoniin perustuen on mahdollista luoda toimiva transistori ja tulevaisuudessa prosessori. Tällainen tietokone ei vaadi emittoivia ja valomuuntavia antureita, joiden tehokkuus ja suorituskyky on alhainen, ja Skoltechin tiimi on tänään tehnyt lopun polaritonivuorovaikutusten mysteeristä.
”Kokeista tiedetään, että kun polaritonit tiivistyvät orgaanisessa aineessa, spektriominaisuuksissa tapahtuu jyrkkä muutos, joka johtaa aina polaritonien taajuuden kasvuun. Tämä on osoitus järjestelmässä tapahtuvista epälineaarisista prosesseista, kuten esimerkiksi metallin värin muuttumisesta sen lämmetessä."
Ryhmä analysoi kokeelliset tiedot ja selvitti polaritonin taajuussiirtymän keskeiset riippuvuudet valon ja orgaanisten molekyylien vuorovaikutuksen tärkeimmistä parametreista. Ensimmäistä kertaa naapurimolekyylien välisen energiansiirron voimakas vaikutus polaritonien epälineaarisiin ominaisuuksiin on havaittu. Tämä paljasti polaritonien taustavoiman. Tietäen mekanismin luonteen, on mahdollista kehittää teoriaa ja vahvistaa se käytännön kokein, esimerkiksi kytkeä useita polaritonikondensaatteja yhdeksi piiriksi polaritoniprosessorien rakentamiseksi.
Lähde: 3dnews.ru