ПОПУЛЯРНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ

Кадры

Фотогалерея

Новости

Свет из симметричной сферы / 16.09.2020

 

Физикам удалось получить свет с круговой поляризацией от сферического симметричного источника размером несколько нанометров.

 

В основе метода лежит катодолюминесценция, а характер поляризации зависит от положения используемого электронного луча.

 

Помимо фундаментального значения, способ может помочь в создании квантовых компьютеров.

 

Электромагнитное волны по своей природе поперечные, то есть в луче света колебания идут поперек его оси. В естественном свете, как от Солнца или лампы накаливания, колебания не лежат в одной плоскости, а распределены хаотично по кругу, и такие волны называют неполяризованными. Однако если колебания идут в одном направлении или в нескольких, то такой свет точно будет поляризованным. Поляризация при этом бывает разной. Если плоскость колебаний всего одна, ее называют линейной. Если две волны с разной плоскостью поляризации совместить перпендикулярно друг другу, но со сдвигом фазы, то они сложатся, и вектор электрического поля будет постоянно описывать круг. Такую поляризацию называют круговой.

 

В настоящий момент круговой поляризации света в повседневной жизни почти нет практического применения, и только некоторые животные способны ее замечать — например, несколько видов морских ракообразных. Однако этот эффект может пригодиться в перспективной электронике, в том числе квантовых компьютерах. Например, с его помощью можно влиять на электроны внутри квантовых точек.

 

Один из способов получить волну с круговой поляризацией — использовать хиральный (несимметричный) на масштабах меньше длины волны источник света. Поэтому в исследованиях в области квантовых вычислений к обычному светящемуся источнику, например, однофотонному генератору, подсоединяют хиральную оптическую наноантенну. Т. Матсукато из Токийского технологического института и его коллеги придумали, как добиться управляемой наноскопической люминесценции без использования антенн, прямо от источника. В качестве источников света использовали кремниевые сферы диаметром 100 нанометров, которые начинают светиться под действием потока свободных электронов.

 

Это явление называется катодолюминесценция: в ней нет ничего нового — по этому принципу работали кинескопные телевизоры, у которых круговой поляризации не наблюдалось. Находка японских ученых заключается в том, что они смогли управлять поляризацией света за счет выбора места и угла падения электронного луча.

 

Электроны влияли на дипольный момент наносферы, нарушая симметрию, делая ее хиральной. В зависимости от комбинации угла облучения и энергии сфера испускала свет с разной поляризаций, в том числе, при некоторых конфигурациях, одна ее сторона светилась с правой круговой поляризацией, а вторая — с левой.

 

Описанный метод получения света с заданной поляризацией стабилен и точен: в ходе эксперимента удавалось добиться произвольной разницы фаз, нуля до пи, и потому технологии может найтись применение в элементарной базе вычислительной техники будущего.

 

У поляризованного света есть ряд особых свойств: например, поляризация позволяет преодолеть дифракционный предел и увидеть микроскопические детали.


Другие новости по теме:
19.11.20 - Молнии под контролем
25.10.20 - Телепортация? Физики записали и переместили свет
19.10.20 - Ученые использовали свет для хранения данных
06.10.20 - Нобелевская премия по физике присуждена сегодня за исследование черных дыр
08.09.20 - В коллайдере создали материю из света
TOP100 самых популярных
новостей
за месяц
Место Наименование Показов
1

Нанотехнологи из США и Японии разделили премию Испании

2 японских и 3 американских ученых стали лауреатами престижной премии принца Астурийского за научные и технические разработки в области нанотехнологий. Испания присудила награды японским ученым Сум

1536
2

Одноколесный велосипед с электромотором (видео)

Enicycle - это моторизованный одноколесный велосипед, сконструированный изобретателем из Словении Александером Полутником (Aleksander Polutnik). Научиться ездить на этом необычном средстве передвижени

189
3

Лунный камень стал источником кислорода

Исследователи из Кембриджа создали небольшой химический реактор, способный проводить процессы окисления и производство кислорода из лунного камня. В основе работы реактора лежит просто электромеханиче

180
4

Ученые обнаружили неизвестный ранее вирус

Способ глубокого секвенирования помог международной команде исследователей открыть новую разновидность рабдовирусов, которые вызывают заболевание бешенством у животных и людей. При этом, обнаруженный

172
5

Над Европой обнаружен радиоактивный йод - 131

Следы радиоактивного йода были обнаружены в атмосфере многих европейских стран. Источник утечки пока не определен. Йод-131 в основном используется в фармацевтике. Он является побочным продуктом

123

Анонсы событий