Unatoč širokoj upotrebi optičkih komunikacijskih linija s primopredajnicima i laserima, potpuna optička obrada podataka ostaje strogo čuvana tajna. Novo istraživanje tima znanstvenika iz Rusije i Velike Britanije pomoći će u napredovanju na tom putu. jedna od temeljnih misterija snažne interakcije između svjetlosti i organskih molekula.
Organski su zainteresirali znanstvenike s razlogom. Evolucija zemaljskih organizama neraskidivo je povezana s interakcijom sa svjetlom. I vrlo snažno povezani! Poznavanje temeljnih zakonitosti ovih veza pomoći će velikom napretku u razvoju elektronike temeljene na organskim materijalima. LED diode, laseri i sve popularniji OLED zasloni samo su neke od industrija koje bi novim znanjima mogle ubrzati svoj rast.
Proboj u razumijevanju fenomena snažne interakcije svjetlosti s organskim molekulama napravio je tim znanstvenika iz Skoltech Hybrid Photonics Laboratory i Sveučilišta Sheffield (UK). Načela jake sprege nude jedinstvene mogućnosti za potpuno optičku obradu informacija bez značajnog gubitka brzine signala i energije kada se pretvori u struju, što se događa danas. Ova je studija predmet članka u časopisu Nature Communications Physics (tekst na engleskom je besplatno dostupan na ).
Kao i u prethodnim istraživanjima jakih interakcija svjetlosti (fotona) s materijom, znanstvenici su proučavali "miješanje" fotona s elektronskom pobudom molekula, odnosno ekscitona. Interakcija fotona s kvazičesticama — ekscitonima — dovodi do pojave drugih kvazičestica — polaritona. Polaritoni kombiniraju veliku brzinu širenja svjetlosti i elektronska svojstva materije. Jednostavno rečeno, foton se takoreći materijalizira i poprima svojstva bliska onima elektrona. Već s ovim !
Na temelju polaritona moguće je stvoriti ispravan tranzistor, au budućnosti i procesor. Takvo računalo neće zahtijevati emitirajuće i fotokonvertirajuće senzore, koji imaju nisku učinkovitost i niske performanse, a tim iz Skoltecha danas je okončao misterij polaritonskih interakcija.
“Iz eksperimenata je poznato da kada se polaritoni kondenziraju u organskoj tvari, dolazi do oštrog pomaka u spektralnim svojstvima, a taj pomak uvijek dovodi do povećanja frekvencije polaritona. Ovo je pokazatelj nelinearnih procesa koji se odvijaju u sustavu, baš kao, na primjer, promjena boje metala dok se zagrijava.”
Grupa je analizirala eksperimentalne podatke i utvrdila ključne ovisnosti pomaka frekvencije polaritona o najvažnijim parametrima interakcije svjetlosti s organskim molekulama. Prvi put je otkriven snažan utjecaj prijenosa energije između susjednih molekula na nelinearna svojstva polaritona. Ovo je otkrilo pokretačku snagu polaritona. Poznavajući prirodu mehanizma, moguće je razviti teoriju i potvrditi je praktičnim eksperimentima, na primjer, spojiti nekoliko polaritonskih kondenzata u jedan strujni krug za izgradnju polaritonskih procesora.
Izvor: 3dnews.ru