Ver Weg! Kristallen Laten Rimpelen Met Licht

{h1}

Een lichtstraal maakt rimpelingen in een kristalchemicalie die in make-up wordt gebruikt.

Een lichtstraal kan golven in kristallen maken en die golven kunnen worden "afgestemd" - een fenomeen dat nieuwe technologische mogelijkheden zou kunnen openen, aldus onderzoekers.

Aan de Universiteit van Californië, San Diego, vuurden fysici onder leiding van Dimitri Basov en Siyuan Dai een bundel infraroodlicht op een klein kristal van boornitride. Ze richtten de straal op het uiteinde van een atoomkrachtmicroscoop. Een atoomkrachtmicroscoop tast oppervlakken af ​​op de schaal van atomen en moleculen met een naald aan het uiteinde van een arm, zoals die op een vinyl platenspeler. De microscoop bracht het momentum over van het licht naar het kristal.

Het licht veroorzaakte rimpelingen - golven - in het boornitride. De golven, fonon-polaritonen genaamd, hadden een golflengte die net zo kort was als die van ultraviolet licht, ongeveer 300-400 nanometer of miljardste van een meter. [Magnificent Microphotography: 50 Tiny Wonders]

"Een golf op het oppervlak van water is de beste analogie," zei Basov in een verklaring. "Je gooit een steen en je start concentrische golven die naar buiten bewegen." Dit is vergelijkbaar. "Atomen bewegen." De opwindende gebeurtenis is verlichting met licht. "

Een chemische stof die in cosmetica wordt gebruikt, boornitride (BN) is een van der Waals-kristal, wat betekent dat de atomen ervan lagen vormen, op elkaar worden gestapeld en samen worden gehouden door krachten tussen moleculen. Door de golflengte van het licht en het aantal lagen boriumnitride aan te passen, konden de onderzoekers de vorm en grootte van de polaritonen aanpassen.

"De belangrijkste nieuwigheid is dat de golfeigenschappen kunnen worden afgestemd door het aantal atomaire lagen in een [boornitride] -specimen te wijzigen," vertelde Basov aan WordsSideKick.com.

Omdat het mogelijk is om de grootte van de golven te regelen, is het ook mogelijk om het kristal te gebruiken om informatie te verzenden, op een manier die vergelijkbaar is met hoe licht wordt gebruikt in radiocommunicatie. "Je kunt op de nanoschaal waar je wilt informatie sturen," zei Basov.

Het vermogen om polaritonen af ​​te stemmen betekent ook dat men de stroming van warmte in een materiaal kan regelen, aangezien warmte slechts de beweging van atomen en moleculen in een substantie is.

Het besturen van golven kan belangrijk zijn voor het bouwen van circuits van nanometerformaat. Op dit moment wordt informatie verzonden tussen circuitcomponenten met elektronen. Licht heeft allerlei eigenschappen die het nuttig maken voor het verzenden van gegevens; het is bijvoorbeeld snel. Maar om lichtgolven te gebruiken om informatie te verzenden, moet een eenvoudige antenne in het algemeen minstens de helft zo groot zijn als de lichtgolven (dit is de reden waarom antennes voor radio's zo groot zijn als ze zijn). Het is mogelijk om ze korter te maken, maar er zijn afwegingen in efficiëntie. [De 9 grootste onopgeloste mysteries in de natuurkunde]

Radiogolven, zelfs in de snelste netwerken, hebben golflengten gemeten in tienden van een millimeter. De infraroodgolven die vaak voorkomen in tv-afstandsbedieningen zijn nog kleiner, slechts enkele micrometers lang. Toch is dat duizenden keren de grootte van typische computercircuits, die tientallen nanometers breed zijn - ze zijn gewoon te klein om radiofrequenties te gebruiken. (Wanneer u een Wi-Fi-netwerk gebruikt, wordt het radiosignaal omgezet in elektronen, zodat de computer het kan "horen" en een antenne nodig heeft - de Wi-Fi-radio kan groot zijn in vergelijking met een processor.)

Het korter maken van de radiogolven in het signaal is niet altijd een optie; dergelijke golflengten bewegen zich uiteindelijk van de radio naar het zichtbare lichtbereik en dat vereist re-tooling van de zender en ontvanger. Ook, hoe goed de golven kunnen worden verzonden, kan in hoge mate afhankelijk zijn van de gebruikte golflengte en de omgeving waarin ze zich bevinden. Lange radiogolven buigen bijvoorbeeld gemakkelijker over hoeken dan zichtbaar licht, daarom hoeft u niet in de rij te staan zicht op het lokale FM-station.

Het vermogen om licht-achtige golven in een vaste substantie over te brengen zou betekenen dat technologen veel van de voordelen van lichtgolven zouden krijgen, zonder enkele van de problemen van het genereren van ultrakorte golflengtesignalen zoals de noodzaak van een zender / ontvanger-opstelling.

Kleinere circuits hebben ook een groter probleem dat warmte uitstraalt. Computers hebben ventilatoren om de processors koel te houden, maar het gebruik van licht om de temperatuur te regelen kan betekenen dat toekomstige machines hiervan af kunnen zien.

Het werk begon met experimenten in grafeen, zei Barsov. Grafeen, dat is gemaakt van koolstof, vormt ook lagen met één molecuul en kan ook polaritonen maken als reactie op licht. De golven duren echter niet zo lang als ze doen met boornitride. "Mensen dachten dat boriumnitride slechts een materiaal van omstanders was - we hadden nooit gedacht dat het nuttig zou zijn," zei Basov.

Het werk is gedetailleerd in het nummer van 7 maart van het tijdschrift Science.

Volgen WordsSideKick.com op Twitter @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: What is Consciousness? What is Its Purpose?.




Onderzoek


Direction Of Time Fuzzy Voor Subatomaire Deeltjes
Direction Of Time Fuzzy Voor Subatomaire Deeltjes

Werken Subliminale Berichten Echt?
Werken Subliminale Berichten Echt?

Science Nieuws


Welke Oorzaken Knipperen Het Oog En Drijvers?
Welke Oorzaken Knipperen Het Oog En Drijvers?

Wetenschappers Vernietigen Spiegels Met Lasers Om Naar Licht Te Luisteren
Wetenschappers Vernietigen Spiegels Met Lasers Om Naar Licht Te Luisteren

Nasa Onthult Nieuwe Hi-Def Kaart Van Antarctica
Nasa Onthult Nieuwe Hi-Def Kaart Van Antarctica

Hoe Stellen Blinde Mensen De Realiteit In?
Hoe Stellen Blinde Mensen De Realiteit In?

Nieuw Zika Vaccine: Testen In Mensen Die In De Vs Aan De Gang Zijn
Nieuw Zika Vaccine: Testen In Mensen Die In De Vs Aan De Gang Zijn


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com