Если эту технологию использовать для обработки сигналов, например для передачи данных при помощи света, а не радиоволн, можно достигнуть скорости передачи данных около 40 гигагерц, в восемь раз быстрее, чем на сегодняшних устройствах.

Двумерные материалы, называемые молекулярными агрегациями (molecular aggregates), являются эффективными источниками излучения. Их функционирование основано на ином принципе, чем у обычных органических светоизлучающих диодов (OLED) или квантовых точек. Но их потенциал в качестве компонентов для новых видов оптоэлектронных устройств был ограничен их относительно большой задержкой в излучении. Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT), Калифорнийского университета в Беркли и Северо-Восточного университета (США) нашли способ преодолеть эту проблему. Открытие может дать дорогу множеству практических применений для этих материалов.

 

 

Изображение светового импульса (Ultra fast light)

Источник: Смитсоновский институт

 

Ключом к уменьшению времени отклика двумерных молекулярных агрегаций (2DMA) явилось соединение материала с тонким слоем серебра. Взаимодействие между 2DMA и металлом, находящимся на расстоянии нескольких нанометров, снижает время излучения импульса более чем в 10 раз.

Материалы типа 2DMA демонстрируют ряд необычных свойств, благодаря чему они были использованы для создания экзотической формы вещества, которая называется Бозе-Эйнштейновским конденсатом, при комнатной температуре. Другие методы его создания требуют экстремального охлаждения. Новая научная работа раскрывает сильное влияние, которое может оказывать близкий лист металла на излучение этих материалов.

Чтобы использовать эти материалы фотонных чипах - которые являются аналогом полупроводниковых чипов, но их операции используют свет вместо электронов - «вызов состоит в том, чтобы уметь их быстро включать и выключать», - пояснил Николас X. Фанг (Nicholas X. Fang), глава исследовательской группы. Ранее это было невозможно.

Когда поблизости расположена металлическая подложка, время задержки излучения света снижается с 60 пикосекунд до 2 пикосекунд. Как сказал Н. Фанг: «Эффект довольно впечатляющий, поскольку мы наблюдали этот эффект, даже когда материал находился на расстоянии 5-10 нанометров от поверхности», с промежуточным слоем полимера между ними. Этого достаточное расстояние для того, чтобы массовое изготовление таких спаренных материалов было не слишком сложным процессом. «Это то, что, как мы думаем, может быть адаптировано для серийной печати», - добавил Николас.

Если эту технологию использовать для обработки сигналов, например для передачи данных при помощи света, а не радиоволн, можно достигнуть скорости передачи данных около 40 гигагерц, в восемь раз быстрее, чем на сегодняшних устройствах. Это многообещающий шаг, несмотря на то что разработка пока находится на ранней стадии.

Команда изучила один из многих видов молекулярных агрегаций, которые существуют сегодня. Может существовать возможность подобрать еще более эффективный тип агрегации для реализации предложенного метода.

Из-за высокой чувствительности материала, на который столь существенно влияет точное расстояние до соседней металлической подложки, созданные системы могут использоваться для создания точных измерительных инструментов. «Интенсивность взаимодействия уменьшается с увеличением размера зазора, поэтому его можно использовать, если мы хотим измерить расстояние между поверхностями», - поясняет Н. Фанг.

Поскольку изучение этих материалов продолжается, одним из следующих этапов исследования запланировано изучение эффектов, которые может давать структурированная металлическая поверхность металла, поскольку до сих пор в тестах использовались только плоские поверхности. Другие вопросы, которые необходимо решить для практического использования, включают определение сроков полезного использования этих материалов и способов их продления.

По словам Николаса Фанга, прототип устройства, использующего найденный эффект, может быть произведен в течение года или около того. Статья об этом исследовании была опубликована в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences».

Источник: http://insights.globalspec.com/article/6551/new-approach-to-ultrafast-light-pulses-discovered

 

Энергетика и промышленность России - информационный портал           Научный журнал “Видеонаука          Наука и технологии России − STRF.ru

Другие партнёры сайта