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:
18.05.21 - Российский квантовый симулятор за два часа решил задачу, на которую обычная система потратила неделю
07.05.21 - Физики сделали шаг по направлению к квантовому жёсткому диску
17.12.20 - Физики дошли до тринадцатого знака после запятой в измерении радиуса протона
12.12.20 - Новые наблюдения на большом адронном коллайдере помогут понять структуру нейтронных звезд
19.11.20 - Молнии под контролем
TOP100 самых популярных
новостей
за месяц
Место Наименование Показов
1

Глобальная сеть стала частью жизни трети россиян

ВЦИОМ выяснил привязанность россиян к Интернету. Глобальной сетью регулярно пользуются 38 процентов россиян, из которых 23 процента выходят в Интернет ежедневно, а 11 процентов - еженедельно. ВЦИОМ в

179
2

Европейские операторы массово заказывают nano-SIM-карты

Согласно данным Financial Times, европейские операторы массово размещают заказы на nano-SIM-карты. Подобный ажиотаж ресурс связывает с близящимся анонсом следующей версии смартфона iPhone, который, по

155
3

Ученые ФТИ им.Иоффе разработали метод "сухой" литографии

В применении к нанолитографии слова мокрая и грязная – это скорее не эпитеты, а термины. Впрочем, уже в самое ближайшее время она, возможно, будет сухой, а главное - и чистой. Способ придумали п

155
4

Локомотивы, светодиоды, лазеры и другие вещи, которые русские придумали, но не смогли на них заработать

 Профессор MIT Лорен Грэхем: «Наибольший недостаток «Сколково» в том, что это попытка изменить технику, не меняя общества» 28 ноября в Европейском университете в Санкт-Петербурге выступил профессор

148
5

Астрофизики обнаружили пригодную для экстремофилов суперземлю

Европейские астрономы обнаружили суперземлю в зоне, потенциально пригодной для обитания, вокруг звезды Gliese 163 на расстоянии 50 световых лет от Земли. Статья ученых подана в журнал Astronomy and As

146

Анонсы событий