Yeni bir fonon lazer tasarımı

Yeni bir fonon lazer tasarımı
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın

[ad_1]

Grafen davul: Araştırmacılar yeni fonon lazer tasarımı geliştirdi

Fonon radyasyonunu almak ve kaydetmek için deneysel bir kurulumun şematik gösterimi. Kredi: Ulusal Araştırma Üniversitesi İktisat Yüksek Okulu

HSE Tikhonov Moskova Elektronik ve Matematik Enstitüsü’nden (MIEM HSE) Profesör Konstantin Arutyunov, Çinli araştırmacılarla birlikte, ses enerjisi kuantumlarının veya fononların tutarlı emisyonunun indüklendiği grafen bazlı bir mekanik rezonatör geliştirdi. Fonon lazerler olarak adlandırılan bu tür cihazlar, malzemelerin klasik ve kuantum algılamasının yanı sıra bilgi işlemede uygulama için geniş bir potansiyele sahiptir. Çalışma dergide yayınlandı Optik Ekspres.


Elektromanyetik spektrumun kuantumları olan fotonlarla bir benzetme kullanarak, ses enerjisi parçacıkları, fononlar da vardır. Aslında, bunlar fizikte yapay olarak tanıtılan nesnelerdir – maddenin kristal kafesinin titreşimlerine karşılık gelen yarı parçacıklar.

Bazı maddeler ışınlandıklarında aynı dalga boyunda, fazda ve polarizasyonda fotonlar yayarlar. Uyarılmış emisyon adı verilen bu süreç, bir asırdan fazla bir süre önce Albert Einstein tarafından tahmin edildi ve hepimizin bildiği cihazın, lazerin temelidir. İlk lazerler yaklaşık altmış yıl önce yapıldı ve çeşitli alanlarda hayatımıza sağlam bir şekilde yerleştiler.

‘Özdeş’ fononların emisyonunu içeren benzer bir süreç, analojiyle fonon lazeri veya saser adı verilen bir cihazın temelini oluşturur. Aslında, lazerlerle aynı zamanda tahmin edildi, ancak uzun bir süre boyunca yalnızca birkaç deneysel gerçekleştirme geliştirildi ve bunların hiçbiri endüstride yaygın olarak kullanılmadı.

Magnezyum iyonları, yarı iletkenler, mikro boşluklu kompozit sistemler, elektromekanik rezonatörler, nanopartiküller ve diğer birçok madde ve sistem, son on yılda fonon lazerler için aktif ortam olarak kullanılmıştır. Önceki çalışmalardan farklı olarak, bu çalışmada tutarlı akustik uyarılar oluşturmak için grafen kullanıldı. Grafenin benzersiz özelliklerinden dolayı, bu tür rezonatörler potansiyel olarak yaygın olarak kullanılabilir.

Grafen rezonatör mikrolitografi ile üretildi: bir silikon substrat üzerinde ışığa duyarlı bir polimer film biriktirildi. Ultraviyole ışık kullanılarak, alt tabaka üzerine belirli bir yapı ‘çizilir’, bu da daha sonra plazma işlemi vasıtasıyla tekrar eden bir mikro boşluk sisteminin oluşumuna izin verir. Muamele edilen substrat bir grafen tabakası ile kaplanır ve bu ‘davul’ sistemi bir rezonatör gibi davranır, yani belirli bir frekansta üretiliyorlarsa dış titreşimleri yükseltir.

Böyle bir ‘tambur’ belirli bir dalga boyunda lazer ışığıyla ışınlanırsa, fotonlar silikon arkalık ile grafen arasında tekrar tekrar yansıtılır ve böylece uygun frekansta mekanik titreşimlerin üretildiği optik boşluklar oluşturur.

Arutyunov, “Deneysel olarak, monatomik bir karbon katmanından veya bir grafenden yapılmış sabit bir zar olan bir nanoyapıyı inceledik. Atomların titreşimleri veya fononlar, harici optik radyasyona maruz bırakılarak aktive edildi” diyor. “Araştırmanın devam etmesi bekleniyor, çünkü hem ultra küçük nesnelerin fiziği için büyük ilgi görüyor hem de yeni nesil kuantum optomekanik sensörler ve dönüştürücüler yaratma potansiyeline sahip.”


Bir fonon lazer: Kendi kendine nefes alan bir rezonatörden gelen tutarlı titreşimler


Daha fazla bilgi:
Wei-Jie Li ve diğerleri, Fonon, oda sıcaklığında atomik ince bir zar rezonatörü ile lazerlenir, Optik Ekspres (2021). DOI: 10.1364/OE.423904

Ulusal Araştırma Üniversitesi Ekonomi Yüksek Okulu tarafından sağlanmıştır

Alıntı: Grafen tamburu: Yeni bir fonon lazer tasarımı (2021, 18 Haziran), 20 Haziran 2021’de https://phys.org/news/2021-06-graphene-phonon-laser.html adresinden alınmıştır.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı verilmiştir.



[ad_2]

Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »