Нанодиск позволит уменьшить фотонные устройства
Ученые Технологического университета Чалмерса смогли упаковать известный материал в форму диска, чем значительно улучшили его свойства. Наноразмерный диск показал значительную нелинейность с высоким показателем преломления.
Фотоника использует взаимодействия света с материей для создания устройств, работающих с оптическим, а не электрическим сигналом. Фотонные устройства могут превосходить электронные по рабочим характеристикам. Применение фотоники значительно развило медицину, связь, спектроскопию, лазерные и квантовые технологии.
Исследователи использовали дихалькогенид переходного металла (TMD) дисульфид молибдена — одномерный материал с важными для фотоники оптическими свойствами, проявляющимися при комнатной температуре. Этот материал крайне проблематично наслаивать сам на себя без потери нелинейных свойств из-за особенностей его кристаллической решетки.
Ученые впервые создали нанодиск из специально сложенных слоев дисульфида молибдена. Им удалось сохранить нарушенную инверсную симметрию в объеме материала. Он сохраняет нелинейные оптические свойства каждого слоя и усиливает их. Исследование опубликовано в Nature Photonics.
Полученный материал обладает высоким показателем преломления, что позволяет более эффективно сжимать в нем свет. Его можно переносить на любые подложки без необходимости совмещать с ним атомную решетку. Это уменьшает стоимость создания фотонных устройств.
Нанодиск захватывает электромагнитное поле и генерирует свет удвоенной частоты — эффект, называемый генерацией второй гармоники. Это нелинейное оптическое явление используют в высокоэнергетических импульсных лазерных системах.
Структура в форме диска намного меньше длины волны видимого света: всего 50 нанометров. При этом она преобразует частоту света в 10 тысяч раз результативнее, чем неструктурированный материал такого же типа.
Созданный исследователями материал и конструкция обладают хорошими собственными нелинейными оптическими свойствами и значительными линейными оптическими характеристиками — показатель преломления в видимом диапазоне составляет 4,5.
Генерация второй гармоники и другие нелинейные процессы используются в лазерах постоянно, но способные на это элементы обычно размером несколько сантиметров. А величина нанодиска — около 50 нанометров, что примерно в 100 тысяч раз тоньше.
Исследователи полагают, что TMD-материалы, благодаря их размерам и уникальным свойствам, будут использованы для миниатюризации фотоники. Результаты работы найдут применение в нелинейной оптике и генерации запутанных пар фотонов.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии