Oamenii de știință captează lumina în cvasicristal polimeric Noi posibilități de proiectare
de Adelita Ekim 6, 2020, 11:05 am 124 Vizualizări
Credit: Ant Rozetsky
Oamenii de știință de la Universitatea ITMO au efectuat mai multe experimente pentru a investiga cvasicristalele polimerice care au confirmat în cele din urmă teoria inițială. În viitor, utilizarea cvasicristalelor poate deschide noi posibilități pentru proiectarea senzorilor și a laserului. Acest articol a fost publicat în Advanced Optical Materials.
Cristalele sunt solide cu o structură periodică, adică atunci când atomii se mișcă, ei ocupă locul exact al altor atomi, unde aceștia din urmă se aflau înainte de mișcare. Acest fapt a fost dovedit științific la începutul secolului al XX-lea. A dat naștere fizicii moderne în stare solidă și, de asemenea, a pus bazele dezvoltării tehnologiilor semiconductoare.
Mikhail Rybin. Credit: Universitatea ITMO
„Calculatoare, smartphone-uri, becuri cu LED-uri, lasere - tot ceea ce nu ne putem imagina în viața noastră de zi cu zi”, spune Mikhail Rybin, profesor asociat la Facultatea de Fizică și Inginerie ITMO, „a fost conceput datorită faptului că înțelegem natura structurii cristaline. a materialelor semiconductoare. Teoria structurilor periodice ne permite să concluzionăm că undele, indiferent dacă sunt lumină, electroni sau sunet, se pot mișca doar în două moduri. Fie unda se propagă înainte pe cristal, fie se estompează rapid la frecvențe în așa-numita bandă interzisă. Nu există alte opțiuni și simplifică mult legile propagării particulelor, facilitând în același timp sarcinile de inginerie. ".
Cu toate acestea, unele dispozitive necesită ca cristalul să nu transmită unda și să nu o stingă, ci să o rețină în sine pentru o perioadă de timp; ai nevoie de ceva de genul unei „capcane” ușoare.
„De exemplu, pentru funcționarea laserului sau a senzorilor, unda trebuie să treacă de mai multe ori prin zona de lucru a dispozitivului pentru a îmbunătăți eficiența interacțiunii sale cu un element activ”, explică Mikhail Rybin. „Este deosebit de important să creăm o„ capcană ”pentru lumină, deoarece este foarte dificil să o păstrăm într-o zonă mică. Este o provocare tehnologică majoră pentru fizica modernă ".
Cu cât mai mare cu atât mai bine
În mod ideal, tot materialul ar trebui să-și asume rolul de „capcană”, deoarece cu cât este captată mai multă lumină, cu atât este mai eficientă interacțiunea undei cu substanța activă. Cu toate acestea, în cazul unui cristal, nu este posibil. După cum sa menționat mai sus, puteți stinge valul sau îl puteți lăsa să treacă.
O „capcană” ușoară. Ilustrarea articolului. Credit: onlinelibrary.wiley.com