Незважаючи на широке використання оптичних ліній зв'язку з трансіверами та лазерами, повністю оптична обробка даних залишається таємницею за сімома печатками. Просунутися на цьому шляху допоможе нове дослідження команди вчених із Росії та Великобританії, яка одну з фундаментальних загадок сильної взаємодії світла та органічних молекул.
Органіка неспроста зацікавила вчених. Еволюція земних організмів нерозривно пов'язана із взаємодією зі світлом. І пов'язана дуже сильно! Знання фундаментальних законів цих зв'язків допоможе далеко просунутися у розвитку електроніки з урахуванням органічних матеріалів. Світлодіоди, лазери та популярні екрани OLED ― це лише мала частина індустрії, яка може прискорити своє зростання завдяки новим знанням.
Прорив у розумінні явищ сильної взаємодії світла з органічними молекулами здійснила команда вчених із Лабораторії гібридної фотоніки Сколтеха та Університету Шеффілда (Великобританія). Принципи сильного зв'язку відкривають унікальні можливості для повністю оптичної обробки інформації без значних втрат швидкості та енергії сигналів при перетворенні на струм, що відбувається сьогодні. Даному дослідженню присвячена стаття в Nature Communications Physics (текст англійською мовою вільно доступний за ).
Як і у попередніх досліджень сильних взаємодій світла (фотонів) з речовинами, вчені вивчали «змішення» фотонів з електронним збудженням молекул чи экситонами. Взаємодія фотонів з квазічастинками екситонами веде до появи інших квазічастинок поляритонів. Поляритони поєднують у собі високу швидкість поширення світла та електронні властивості речовини. Простіше кажучи, фотон ніби уречевлюється і знаходить властивості близькі до того ж електрону. З цим уже !
За підсумками поляритона можна створити працюючий транзистор й у перспективі, процесор. Для такого обчислювача будуть не потрібні випромінювальні та фотоперетворювальні датчики, які мають низький ККД та малу продуктивність, і точку в загадці поляритонних взаємодій сьогодні поставила команд зі Сколтеха.
«З експериментів відомо, що при конденсації поляритонів в органіці відбувається різке зсув спектральних властивостей, причому це зсув завжди призводить до збільшення частоти поляритонів. Це індикатор нелінійних процесів, що протікають у системі, так само, як, наприклад, зміна кольору металу в міру його нагрівання».
Група проаналізувала експериментальні дані та встановила ключові залежності зсуву частоти поляритонів від найважливіших параметрів взаємодії світла з органічними молекулами. Вперше виявлено сильний вплив перенесення енергії між сусідніми молекулами на нелінійні властивості поляритонів. Це виявило рушійну силу поляритонів. Знаючи природу механізму, можна розвинути теорію та підтвердити її практичними експериментами, наприклад, зв'язати кілька поляритонних конденсатів у єдиний ланцюг для побудови поляритонних процесорів.
Джерело: 3dnews.ru