Terahertz işığı və elektron dalğalarının idarə edilməsi

Alimlər terahertz işığı və elektron dalğalarını idarə etməyi öyrənərək, gələcək nəsil texnologiyalar üçün mühüm bir addım atdılar. Bu kəşf, daha sürətli rabitə və kvant cihazlarının inkişafına imkan yarada bilər. İşığın kiçik miqyaslarda idarə edilməsi, nano ölçülü cihazların yaradılmasında vacibdir. Ənənəvi naqillər və dövrələr əvəzinə, informasiya işıq vasitəsilə ötürülə bilər. Lakin işığın böyük dalğa uzunluğu kiçik sahələrdə məhdudlaşdırılmasını çətinləşdirir.

Dirac plazmon polaritonlarının tətbiqi

"Light: Science & Applications" jurnalında yayımlanan yeni bir araşdırmada, alimlər Dirac plazmon polaritonları (DPP) adlanan işıq və elektron dalğalarını idarə etməyi öyrəniblər. DPP-lər standart işıqdan fərqlənərək, təbii dalğa uzunluğundan yüzlərlə dəfə kiçik sahələrdə məhdudlaşdırıla bilər. Bu araşdırmada alimlər DPP-ləri terahertz (THz) tezlik diapazonunda idarə etməyi bacarıblar. Bu diapazon elektromaqnit spektrində mikro dalğalar və infraqırmızı işıq arasında yerləşir və böyük ölçüdə araşdırılmamış bir sahədir.

Topoloji izolyatorların rolu

Araşdırma qrupu dalğaları idarə etmək üçün topoloji izolyatorlar (TI) adlanan xüsusi bir material sinifindən istifadə edib. TI-lər daxildə elektrik izolyatoru kimi, səthdə isə keçirici kimi davranır. Alimlər epitaksial Bi₂Se₃ materialı ilə işləyiblər. Bu materialın kiçik zolaqlarını yan-yana yerləşdirərək, aralarında boşluqlar yaradılıb. Boşluqların tənzimlənməsi iki mühüm nəticəyə səbəb olub. Birincisi, dalğaların dalğa uzunluğu təxminən 20% qısaldılıb. İkincisi, dalğaların enerjisini itirmədən keçə biləcəyi məsafə (attenuasiya uzunluğu) 50%-dən çox artırılıb.

Gələcək tətbiqlər və imkanlar

Bu kəşf, Bi₂Se₃ materialı əsasında THz rezonatorların spektral reaksiyasını tənzimləməyi mümkün edib. Araşdırmaçılar qeyd ediblər ki, bu bilik TI əsaslı cihazların dizayn strategiyası kimi tətbiq oluna bilər. THz dalğalarının idarə edilməsi daha sürətli yükləmələr, daha təhlükəsiz şəbəkələr, daha aydın tibbi görüntülər və güclü kvant kompüterlərinin yaradılmasına imkan yarada bilər.

Alimlərin fikri

"Nəticələrimiz Bi₂Se₃ əsasında THz rezonatorların spektral reaksiyasını boşluqların tənzimlənməsi vasitəsilə fərdiləşdirməyin mümkün olduğunu göstərir. Bu bilik TI əsaslı cihazların dizayn strategiyası kimi tətbiq oluna bilər," deyə alimlər araşdırmalarında vurğulayıblar.

Bu araşdırma, gələcək texnologiyalar üçün vacib bir addım hesab olunur və THz cihazlarının daha çox yayılması üçün potensial yaradır.