Ondanks het wijdverbreide gebruik van optische communicatielijnen met zendontvangers en lasers blijft de volledig optische gegevensverwerking een goed bewaard mysterie. Een nieuwe studie door een team van wetenschappers uit Rusland en Groot-Brittannië zal deze weg helpen bevorderen. een van de fundamentele mysteries van de sterke interactie tussen licht en organische moleculen.
Organische stoffen hebben niet voor niets wetenschappers geïnteresseerd. De evolutie van terrestrische organismen is onlosmakelijk verbonden met de interactie met licht. En heel sterk verbonden! Kennis van de fundamentele wetten van deze verbindingen zal grote vooruitgang helpen boeken in de ontwikkeling van elektronica op basis van organische materialen. LED's, lasers en de steeds populairder wordende OLED-schermen zijn slechts enkele van de industrieën die hun groei zouden kunnen versnellen met nieuwe kennis.
Een doorbraak in het begrijpen van de verschijnselen van sterke interactie van licht met organische moleculen werd bereikt door een team van wetenschappers van het Skoltech Hybrid Photonics Laboratory en de Universiteit van Sheffield (VK). De principes van sterke koppeling bieden unieke mogelijkheden voor volledig optische informatieverwerking zonder het aanzienlijke verlies aan signaalsnelheid en energie bij conversie naar stroom, wat tegenwoordig gebeurt. Deze studie is het onderwerp van een artikel in Nature Communications Physics (tekst in het Engels is gratis verkrijgbaar op ).
Net als bij eerdere onderzoeken naar de sterke interacties van licht (fotonen) met materie, bestudeerden de wetenschappers de ‘vermenging’ van fotonen met elektronische excitatie van moleculen, oftewel excitonen. De interactie van fotonen met quasideeltjes – excitonen – leidt tot het verschijnen van andere quasideeltjes – polaritonen. Polaritonen combineren de hoge snelheid van lichtvoortplanting en de elektronische eigenschappen van materie. Simpel gezegd: het foton wordt als het ware gematerialiseerd en krijgt eigenschappen die dicht bij die van het elektron liggen. Met dit al !
Op basis van polariton is het mogelijk om een werkende transistor en, in de toekomst, een processor te creëren. Voor zo'n computer zijn geen emitterende en fotoconverterende sensoren nodig, die een laag rendement en lage prestaties hebben, en het team van Skoltech heeft vandaag een einde gemaakt aan het mysterie van polariton-interacties.
“Uit experimenten is bekend dat wanneer polaritonen condenseren in organisch materiaal, er een scherpe verschuiving in de spectrale eigenschappen optreedt, en deze verschuiving leidt altijd tot een toename van de frequentie van polaritonen. Dit is een indicator voor niet-lineaire processen die in het systeem plaatsvinden, net zoals bijvoorbeeld de kleurverandering van een metaal als het opwarmt.”
De groep analyseerde de experimentele gegevens en stelde de belangrijkste afhankelijkheid vast van de polaritonfrequentieverschuiving van de belangrijkste parameters van de interactie van licht met organische moleculen. Voor het eerst is een sterke invloed van energieoverdracht tussen naburige moleculen op de niet-lineaire eigenschappen van polaritonen ontdekt. Dit onthulde de drijvende kracht achter polaritonen. Als je de aard van het mechanisme kent, is het mogelijk om de theorie te ontwikkelen en te bevestigen met praktische experimenten, bijvoorbeeld door verschillende polaritoncondensaten in één circuit aan te sluiten om polaritonprocessors te bouwen.
Bron: 3dnews.ru