Тим научници од Русија и Велика Британија ја решија мистеријата на патот до оптичките процесори

И покрај широката употреба на оптички комуникациски линии со примопредаватели и ласери, целосно оптичката обработка на податоци останува строго чувана мистерија. Новата студија на тим научници од Русија и Велика Британија ќе помогне да се унапреди овој пат. непокриен една од основните мистерии на силната интеракција помеѓу светлината и органските молекули.

Органските производи ги заинтересираа научниците со причина. Еволуцијата на копнените организми е нераскинливо поврзана со интеракцијата со светлината. И поврзан многу силно! Познавањето на основните закони на овие врски ќе помогне да се постигне голем напредок во развојот на електрониката базирана на органски материјали. LED диоди, ласери и сè попопуларните OLED екрани се само неколку од индустриите кои би можеле да го забрзаат нивниот раст со ново знаење.

Пробив во разбирањето на феноменот на силна интеракција на светлината со органски молекули беше направен од тим научници од лабораторијата за хибридна фотоника Skoltech и Универзитетот во Шефилд (Велика Британија). Принципите на силна спојка нудат уникатни можности за целосно оптичка обработка на информации без значително губење на брзината и енергијата на сигналот кога се претвораат во струја, што се случува денес. Оваа студија е предмет на статија во Nature Communications Physics (текст на англиски е слободно достапен на овој линк).

Како и со претходните студии за силните интеракции на светлината (фотоните) со материјата, научниците го проучуваа „мешањето“ на фотоните со електронско возбудување на молекули, или ексцитони. Интеракцијата на фотоните со квазичестичките - ексцитони - доведува до појава на други квазичестички - поларитони. Поларитоните ја комбинираат големата брзина на ширење на светлината и електронските својства на материјата. Едноставно кажано, фотонот е, како да е, материјализиран и добива својства блиски до оние на електронот. Со ова веќе можеш да работиш!

Врз основа на поларитон, можно е да се создаде работен транзистор и, во иднина, процесор. За таков компјутер нема да бидат потребни сензори за емитување и фотоконвертирање, кои имаат мала ефикасност и ниски перформанси, а тимот од Skoltech денес стави крај на мистеријата за поларитонските интеракции.

„Од експериментите е познато дека кога поларитоните се кондензираат во органска материја, се случува нагло поместување на спектралните својства и ова поместување секогаш води до зголемување на фреквенцијата на поларитоните. Ова е показател за нелинеарни процеси што се случуваат во системот, исто како, на пример, промената на бојата на металот додека се загрева“.

Групата ги анализираше експерименталните податоци и ги утврди клучните зависности на поларитонското поместување на фреквенцијата од најважните параметри на интеракцијата на светлината со органските молекули. За прв пат е откриено силно влијание на преносот на енергија помеѓу соседните молекули врз нелинеарните својства на поларитоните. Ова ја откри движечката сила зад поларитоните. Знаејќи ја природата на механизмот, можно е да се развие теоријата и да се потврди со практични експерименти, на пример, да се поврзат неколку поларитонски кондензати во едно коло за да се изградат поларитонски процесори.

Извор: 3dnews.ru