اکتشافی که منجر به پیشرفت فناوری‌های نوری خواهد شد

به گزارش ایسنا به نقل از فیز، جمعی از پژوهشگران به رهبری مرکز تحقیقات پیشرفته علمی "CUNY ASRC" در همکاری با دانشگاه ملی سنگاپور، دانشگاه تگزاس در آستین و دانشگاه "موناش" از مفاهیم "پیچ و تاب الکترونیک" برای دستکاری جریان نور در روش های مختلف استفاده کردند.

نتیجه این پژوهش که در مجله "نیچر" (Nature) به چاپ رسید، بیانگر پیشرفت هایی در فن آوری های مرتبط با نور است.

این فن آوری ها شامل دستگاه های تصویر‌برداری نانو، رایانه های نوری پرسرعت و کم انرژی و حسگرهای زیستی می شود.

"پیچ و تاب الکترونیک"، علم لایه بندی و پیچ و تاب مواد دو بعدی برای کنترل خصوصیات الکتریکی آنها است.

این تیم تحقیقاتی در پژوهش خود از پروژه کشف مواد رسانا در یک جفت لایه به هم انباشته گرافن الهام گرفتند. این لایه ها به زاویه ۱.۱ درجه چرخانده شدند.

در این وضعیت، الکترونها بدون هیچ مقاومتی جریان می یابند و بطور مستقل، هر لایه گرافن خاصیت الکترونیکی خاصی از خود نشان نمی دهد.

این کشف نشان داد که کنترل با دقت تقارن های چرخشی میتواند جواب غیرمنتظره مواد را بهمراه داشته باشد.

تقارن چرخشی بگونه ای از تقارن گفته می شود که در آن با چرخش جسم حول محور تقارن خود به اندازه مشخص، شکل آن عوض نشود.

تیم تحقیقاتی متوجه شدند که یک اصل مشابه با این پژوهش میتواند برای دستکاری نور در راه‌های بسیار غیرمعمول هم استفاده شود.

پژوهشگران با ایجاد زاویه چرخش خاص بین دو لایه بسیار نازک "تری اکسید مولیبدن" توانستند از انکسار نور و انتشار نور قوی در یک پرتو متمرکز، جلوگیری کنند.

به طور معمول، تابش نور از یک پرتابگر کوچک که در یک سطح صاف قرار دارد، بسیار شبیه به امواج ایجاد شده به هنگام پرتاب سنگ روی یک حوض آب است.

در این تحقیق، پژوهشگران بین المللی پروژه، دو ورقه نازک "تری اکسید مولیبدن" (ماده ای که معمولاً در فرآیندهای شیمیایی استفاده می شود) را روی هم انباشتند و یکی از لایه ها را باتوجه به دیگری، چرخاندند.

زمانی که مواد توسط یک فرستنده نوری کوچک برانگیخته شدند، با توجه به اینکه زاویه چرخش متفاوت بود، پژوهشگران توانستند انتشار نور قابل کنترل را بطور گسترده روی سطح مشاهده کنند.

"گوانگوی هو" (Guangwei Hu) پژوهشگر پروژه از دانشگاه ملی سنگاپور اظهار‌کرد: کشف ما مبتنی بر مواد و طول موج های مشخص بود ولی ما توانستیم با تولید ساختار نانویی پیشرفته، دیگر پلتفرم های مواد را الگوسازی کنیم تا این ویژگی های نوری غیرمعمول را در طیف گسترده ای از طول موج های نور کپی کنیم.

او افزود: مطالعه ما نشان داد که "پیچ و تاب الکترونیک" برای فوتون ها میتواند فرصت های مهیجی را برای فن آوری های مبتنی بر نور فراهم کند.