Teadlased on avastanud uued osakesed, mis võiksid olla tulevase tehnoloogilise revolutsiooni aluseks, mis põhineb fotonilistel vooluahelatel ja viiks valguse baasil ülikiirete arvutusmeetodite väljatöötamiseni. Tänapäeval põhineb arvuti elektroonikal, kus informatsiooni kodeerimiseks ja edastamiseks kasutatakse elektronid. Teatavate põhiliste piirangute tõttu, nagu näiteks energiakadu takistusliku kuumutamise ajal, on oodata elektronide asendamist footonitega ning valgustusel põhinevaid futuristlikke arvuteid, mis on palju kiiremad ja tõhusamad kui elektroonilised.
Exeteri ülikooli füüsikud on astunud selle eesmärgi saavutamiseks olulise sammu, avastanud uusi osakesi, mis on poolvalgust, poolmaterjalid ja pärandavad grafeenilt mitmeid tähelepanuväärseid omadusi.
Mis asendab elektroonikat?
Teadlaste avastus avab ukse fotooniliste vooluahelate arengule, mis kasutavad elektronide asemel teabe edastamiseks alternatiivseid osakesi, mida tuntakse massita Diraci polaritoonidena.
Diraki polaritonid pärinevad kärgstruktuuri metaspindadest, mis on üliõhukesed materjalid, mis on konstrueeritud nanomõõtmeliste struktuuridega, mis on palju väiksemad kui valguse lainepikkus.
Diraci osakeste ainulaadne omadus on see, et need jäljendavad massituid relativistlikke osakesi, võimaldades neil liikuda väga tõhusalt. See asjaolu muudab grafeeni üheks kõige juhtivamaks inimesele teadaolevaks materjaliks.
Kuid hoolimata selliste materjalide ebatavalistest omadustest on neid äärmiselt raske kontrollida. Näiteks grafeenis on võimatu elektrivoolusid sisse ja välja lülitada lihtsa elektripotentsiaali abil, mis piirab grafeeni potentsiaalset kasutamist elektroonikaseadmetes. Exeteri ülikooli füüsikud on sellest põhimõttelisest veast - kohandamise puudumisest - edukalt üle saanud.
Reklaamvideo:
Teadlased on näidanud, et kinnitades kahe peegeldava peegli vahele kärgstruktuuriga metaspinnad ja muutes nende vahelist kaugust, on Diraci polaritoonide põhiomadusi võimalik häälestada lihtsal, kontrollitaval ja pöörduval viisil. See saavutati ka seetõttu, et Diraci polaritonid on segu valgusest ja ainest. Just see hübriidne olemus võimaldab nende põhilisi omadusi häälestada, manipuleerides ainult kerge komponendiga, mida on grafeenis võimatu teha.
