Napriek rozšírenému používaniu optických komunikačných liniek s transceiverom a lasermi zostáva plne optické spracovanie údajov prísne stráženým tajomstvom. Nová štúdia tímu vedcov z Ruska a Veľkej Británie pomôže napredovať v tejto ceste. jedna zo základných záhad silnej interakcie medzi svetlom a organickými molekulami.
Organické látky zaujali vedcov z nejakého dôvodu. Evolúcia suchozemských organizmov je neoddeliteľne spojená s interakciou so svetlom. A veľmi silne prepojené! Znalosť základných zákonov týchto spojení pomôže dosiahnuť veľký pokrok vo vývoji elektroniky na báze organických materiálov. LED diódy, lasery a čoraz populárnejšie OLED obrazovky sú len niektoré z odvetví, ktoré by mohli urýchliť svoj rast s novými poznatkami.
Prelom v chápaní javov silnej interakcie svetla s organickými molekulami urobil tím vedcov z Skoltech Hybrid Photonics Laboratory a University of Sheffield (UK). Princípy silnej väzby ponúkajú jedinečné možnosti celooptického spracovania informácií bez výraznej straty rýchlosti a energie signálu pri premene na prúd, ku ktorej dnes dochádza. Táto štúdia je predmetom článku v Nature Communications Physics (text v angličtine je voľne dostupný na adrese ).
Rovnako ako pri predchádzajúcich štúdiách silných interakcií svetla (fotónov) s hmotou, vedci študovali „miešanie“ fotónov s elektronickou excitáciou molekúl alebo excitónov. Interakcia fotónov s kvázičasticami – excitónmi – vedie k objaveniu sa iných kvázičastíc – polaritónov. Polaritóny kombinujú vysokú rýchlosť šírenia svetla a elektronické vlastnosti hmoty. Jednoducho povedané, fotón je akoby zhmotnený a nadobúda vlastnosti blízke vlastnostiam elektrónu. Už s týmto !
Na základe polaritónu je možné vytvoriť pracovný tranzistor a v budúcnosti aj procesor. Takýto počítač nebude vyžadovať vyžarujúce a fotokonvertujúce senzory, ktoré majú nízku účinnosť a nízky výkon, a tím zo Skoltechu dnes ukončil záhadu polaritónových interakcií.
„Z experimentov je známe, že keď polaritóny kondenzujú v organickej hmote, dochádza k prudkému posunu spektrálnych vlastností a tento posun vždy vedie k zvýšeniu frekvencie polaritónov. Toto je indikátor nelineárnych procesov vyskytujúcich sa v systéme, rovnako ako napríklad zmena farby kovu pri jeho zahrievaní.
Skupina analyzovala experimentálne údaje a stanovila kľúčové závislosti frekvenčného posunu polaritónov od najdôležitejších parametrov interakcie svetla s organickými molekulami. Prvýkrát bol objavený silný vplyv prenosu energie medzi susednými molekulami na nelineárne vlastnosti polaritónov. To odhalilo hnaciu silu polaritónov. Keď poznáme povahu mechanizmu, je možné rozvinúť teóriu a potvrdiť ju praktickými experimentmi, napríklad spojením niekoľkých polaritónových kondenzátov do jedného obvodu na zostavenie polaritónových procesorov.
Zdroj: 3dnews.ru