Tālu! Kristālu Izgatavošana Ar Gaismas Starojumu

{h1}

Gaismas stars padara viļņus kristāla ķīmiskajā vielā, ko izmanto grims.

Gaismas stars var radīt viļņus kristālos, un tos var "noregulēt" - parādība, kas varētu pavērt jaunas tehnoloģiskas iespējas, saka pētnieki.

Kalifornijas Universitātē Sandjego fiziķi Dimitri Basova un Siyuan Dai vadībā izšāva infrasarkanās gaismas staru pie sīkā bora nitrīda kristāla. Viņi koncentrēja staru uz atomu spēka mikroskopa galu. Atomu spēka mikroskops zondē virsmas atomu un molekulu mērogā ar adatu rokas galā, tāpat kā uz vinila atskaņotāja. Mikroskops pārnesa impulsu no gaismas uz kristālu.

Gaismas radītie viļņi - viļņi - bora nitrīdā. Viļņu, ko sauc par fononu polaritoniem, viļņu garums bija tik īss kā ultravioletās gaismas viļņu garums, apmēram 300-400 nanometri vai miljardas metru. [Lieliska mikrofotogrāfija: 50 sīki brīnumi]

"Vilnis ūdens virsmā ir tuvākā analoģija," teikts Basova paziņojumā. "Jūs metat akmeni un izlaižat koncentriskus viļņus, kas virzās uz āru. Tas ir līdzīgi. Atomi pārvietojas. Iedarbinošais notikums ir apgaismojums ar gaismu."

Kosmētikā izmantotais bora nitrīds (BN) ir van der Waals kristāls, kas nozīmē, ka tā atomi veido slāņus, sakrauti viens virs otra un tiek turēti kopā ar spēkiem starp molekulām. Pielāgojot gaismas viļņa garumu un bora nitrīda slāņu skaitu, pētnieki spēja pielāgot polaritonu formu un izmēru.

"Galvenais jaunums ir tas, ka viļņu īpašības var noregulēt, mainot atomu slāņu skaitu [bora nitrīda] paraugā," žurnālam WordsSideKick.com stāstīja Basovs.

Tā kā ir iespējams kontrolēt viļņu lielumu, ir iespējams arī izmantot kristālu, lai pārraidītu informāciju līdzīgi tam, kā gaisma tiek izmantota radiosakaros. "Jūs varat nanoskalā novirzīt informāciju, kur vēlaties.", Sacīja Basovs.

Spēja noskaņot polaritonus nozīmē arī to, ka var kontrolēt siltuma plūsmu materiālā, jo siltums ir tikai vielas atomu un molekulu kustība.

Viļņu kontrole varētu būt svarīga, veidojot nanometru lieluma shēmas. Šobrīd informācija tiek pārsūtīta starp ķēdes komponentiem ar elektroniem. Gaismai ir visu veidu īpašības, kas to padara noderīgu datu pārsūtīšanai; piemēram, tas ir ātri. Bet, lai informācijas pārraidei izmantotu gaismas viļņus, vienkāršai antenai parasti jābūt vismaz uz pusi mazākai nekā gaismas viļņiem (tāpēc radiouztvērēju antenas ir tikpat lielas). Ir iespējams tos saīsināt, taču efektivitātei ir kompromisi. [9 lielākie neatrisinātie noslēpumi fizikā]

Radioviļņu viļņu garums pat visātrākajos tīklos ir milimetru desmitdaļās. Televizora tālvadības pultī izplatītie infrasarkanie viļņi ir vēl mazāki, tikai mikrometri gari. Pat ja tas ir tūkstošiem reižu lielāks nekā tipiskās datoru shēmas, kuru šķērsgriezums ir desmitiem nanometru, - tās vienkārši ir pārāk mazas, lai izmantotu radio frekvences. (Ja izmantojat Wi-Fi tīklu, radiosignāls tiek pārveidots elektronos, lai dators to "dzirdētu", un tam ir nepieciešama antena - Wi-Fi radio var būt liels salīdzinājumā ar procesoru.)

Radio signālu saīsināšana signālā ne vienmēr ir iespēja; šādi viļņu garumi galu galā pārvietojas no radio redzamās gaismas diapazonā, un tam ir nepieciešams pārveidot raidītāju un uztvērēju. Arī tas, cik labi viļņi pārraida, var būt ļoti atkarīgs no izmantotā viļņa garuma un vides, kurā tie atrodas. Piemēram, garāki radioviļņi vieglāk izliekas ap stūriem nekā redzamā gaisma, tāpēc jums nav jāatrodas redzot vietējo FM staciju.

Spēja pārraidīt gaismai līdzīgus viļņus cietā vielā nozīmētu, ka tehnologi iegūs daudzas gaismas viļņu priekšrocības bez dažām ultra-īsa viļņa garuma signālu ģenerēšanas problēmām, piemēram, vajadzība pēc raidītāja / uztvērēja iestatīšanas.

Mazākām ķēdēm ir arī lielāka problēma, izstarojot siltumu. Datoriem ir ventilatori, kas nodrošina procesoru atdzišanu, bet, ja temperatūra tiek kontrolēta, iespējams, ka nākamās mašīnas varētu no tām iztikt.

Darbs sākās ar eksperimentiem ar grafēnu, sacīja Barsovs. Grafēns, kas ir izgatavots no oglekļa, arī veido vienas molekulas slāņus, kā arī var radīt polaritonus, reaģējot uz gaismu. Viļņi tomēr nav tik ilgi, cik tie notiek ar bora nitrīdu. "Cilvēki domāja, ka bora nitrīds ir tikai blakus esošs materiāls - mēs nekad nedomājām, ka tas būs noderīgs," sacīja Basovs.

Darbs ir detalizēti aprakstīts žurnāla Science 7. marta numurā.

Seko WordsSideKick.com vietnē Twitter @wordssidekick, Facebook. Oriģināls raksts par WordsSideKick.com.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Nepakļaujas Smagumam: Tokijas Fotogrāfs 'Levitates'
Nepakļaujas Smagumam: Tokijas Fotogrāfs 'Levitates'

Vai Dinozauri Joprojām Pastāv?
Vai Dinozauri Joprojām Pastāv?

Zinātne Ziņas


Vai Vēlaties Būt Laimīgs? Pārtrauciet Mēģināt
Vai Vēlaties Būt Laimīgs? Pārtrauciet Mēģināt

Sveicieni, Zemes Iedzīvotāji! 8 Veidi, Kā Citplanētieši Varētu Sazināties Ar Mums
Sveicieni, Zemes Iedzīvotāji! 8 Veidi, Kā Citplanētieši Varētu Sazināties Ar Mums

35 Collu Viduklis Un Jūsu Veselība: Kāda Ir Saikne?
35 Collu Viduklis Un Jūsu Veselība: Kāda Ir Saikne?

Pirmo Reizi Fotografēts Četrkāršs Varavīksne
Pirmo Reizi Fotografēts Četrkāršs Varavīksne

Kāpēc Uguns, Kurā Tika Sadedzināta Tesla, Bija Tik Liels Murgs, Lai To Izmestu
Kāpēc Uguns, Kurā Tika Sadedzināta Tesla, Bija Tik Liels Murgs, Lai To Izmestu


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com