Метаматериалы и квантовые точки приносят новые технологии

Метаматериалы и квантовые точки приносят новые технологии

Исследователи успешно продвигаются к созданию новых оптических технологий, использующих «наноструктурированные метаматериалы», способные к ультра-эффективной передачи света. Они могут быть применены в передовых солнечных элементах и квантовых вычислениях, сообщает «PC-News.info».

Метаматериал состоит из слоёв серебра, оксида титана и крошечных компонентов, называемых квантовыми точками — резко меняющими свойства света. Свет становится «гиперболическим», благодаря чему увеличивается его выход из квантовых точек.

Такие материалы могут найти применение в солнечных батареях, светодиодах и гораздо более мощной квантовой обработки информации, чем современные компьютеры.

«Изменение топологии поверхности с помощью метаматериалов представляет собой принципиально новый маршрут для манипулирования светом», — сказал Евгений Нариманов, профессор электротехники и вычислительной техники в Университете Пердью.

Все результаты, касаемые данного исследования были подробно изложены в статье, опубликованной 13-го апреля 2012-го года в журнале «Science».

Такие метаматериалы могут сделать возможным использование одиночных фотонов (мельчайшие частицы, входящих в состав света) для коммутации и маршрутизации в будущих компьютерах. В то время, как использование фотонов позволило бы значительно ускорить компьютеры и телекоммуникации, обычные фотонные устройства не могут быть уменьшены, так как длина волны света слишком велика, чтобы уместиться в крошечных компонентах, необходимых для интегральных схем.

«Например, длина волны используемая для телекоммуникаций составляет 1,55 микрона, что примерно в 1000 раз превышает длину волны, используемой в современной микроэлектронике», — сказал Нариманов.

Однако, благодаря наноструктурированным метаматериалам становится возможным уменьшить размер фотонов и длину волны света, что позволяет создавать новые типы устройств для нанофотоники.

Данная работа была выполнена исследователями из «Queens», Городского университета Нью-Йорка (City University of New York — CUNY), Университета Пердью (Purdue University) и Альбертского университета (University of Alberta). Экспериментальные исследования проводились под руководством команды «CUNY», в то время как теоретическая работа проводилась в Альбертском и Университете Пердью.

Авторами статьи, опубликованной в журнале «Science», являются исследователи из «CUNY», а именно: Хариш Кришнамурти и Винод Менон. Исследователи из Альбертского университета: Зубин Яков и Нариманов Евгений. Зубин, бывший докторант при Университете Пердью проводил совместную работу с Наримановым.

Этот подход может помочь учёным в разработке «квантовых информационных систем» гораздо более мощных, чем современные компьютеры. Такие квантовые компьютеры использовали бы в своих интересах явление, описанное в квантовой теорией, как «запутанность». Вместо одного состояния и нуля, существует множество возможных промежуточных «запутанных квантовых состояний».

Исследование финансируется Национальным научным фондом (National Science Foundation) и «U. S. Army Research Office».

Источник: pc-news.info

Похожие новости:
Новые прогнозы рыночного потенциала квантовых точек
Компания «MarketsandMarkets» предоставила новый доклад по исследованию под названием «Рынок квантовых точек (КТ) — Глобальный прогноз и анализ (2012 — 2022). В данном докладе исследователи прогнозируют, что рынок квантовых точек в период с 2012-го по 2022-ой года вырастит ..
2012-05-23 2103 0 Технология
0
Квантовые точки стали основой защищенной связи
Немецкие физики собрали квантовый канал связи, передающий сообщения при помощи одиночных фотонов. Работа опубликована в журнале New Journal of Physics краткое содержание статьи приводит BBC News. Квантовыми точками называют микроскопические частицы проводников (обычно - благородных металлов), которые из-за своих размеров ..
2012-08-6 1725 0 Технология
0
Квантовые наночастицы применили как оружие против супербактерий
Ученые доказали эффективность наночастиц — квантовых точек — в борьбе против болезнетворных микробов, устойчивых к антибиотикам. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Materials.Предыдущие исследования показали, что наночастицы из серебра или золота могут быть эффективными в борьбе против антибиотик-резистентных инфекций, однако ..
2016-01-20 1617 0 Технология
0
Учёные США создали лазер размером с рисовое зерно
Исследователи из Принстонского университета (Princeton University) изготовили миниатюрный лазер нового типа, размер которого не превышает размеров рисового зернышка. Но самым интересным является то, что накачка этого микроволнового лазера, мазера, производится отдельными электронами, перемещающимися за счет эффекта ..
2015-01-24 5915 0 Технология
0
Метаматериалы стремятся к мульдиапазонности
Хоссейн Мосаллаэй (Hossein Mosallaei) из Северо-Восточного университета (США) создал метаматериал, способный прятать те или иные объекты от излучения в различных диапазонах. Напомним: сегодня метаматериалы готовы служить делу невидимости лишь в одном диапазоне волн. Поэтому защищённые ими объекты ..
2013-03-6 1552 0 Технология
0
Квантовый удар по энергетике
Прорыв в фотогальванике может повысить эффективность солнечных электростанций на 35%, причем стоимость солнечных панелей не возрастет. Эффективно конкурировать с традиционными электростанциями позволят полупроводники с квантовым точками.Ведущий американский разработчик полупроводниковых солнечных фотоэлементов Национальная лаборатория возобновляемых источников ..
2011-12-21 2215 0 Технология
0
Учёные изготовили новый отражающий метаматериал
Можно ли создать шапку-невидимку? Последние годы учёные отвечают: да – если у вас есть нужные метаматериалы. Эти объекты с отрицательным показателем преломления обещают революцию в оптике. Но шапки-невидимки – лишь одна из возможностей. Российские учёные разработали панели, которые способны ..
2012-09-2 1827 0 Технология
1
Установлен новый рекорд квантовых вычислений
Ученые из Австралии и Японии, используя новую физическую реализацию кубита, установили новый рекорд квантовых вычислений. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Nanotechnology. Специалисты создали особую физическую реализацию кубита — квантового обобщения классического бита. ..
2014-10-15 1835 0 Технология
0
Физики собрали новый «графен» из атомов металлов
Ученые создали материал из оксидов переходных металлов, структура которого напоминает графен. Расположение молекул в виде сотовых ячеек придало материалу необычные физические свойства. Результаты работы были опубликованы в журнале Physical Review Letters.Сверхрешетка была построена ..
2016-02-04 1776 0 Технология
-1
Ученые сумели записать информацию в квантовые биты
Специалисты из Гарвардского университета сумели организовать запись информации на 2 секунды в квантовые биты. Что является безусловным прорывом по сравнению с предыдущим опытом, когда данные были доступны в течение времени, которое меньше этой цифры на 6 порядков, сообщает «PC-News.info». Кубитом называют ..
2012-07-10 1501 0 Технология
0
Ученые используют квантовый скачок в системах связи
Ученые утверждают, что разгадали загадку создания сверхбыстрой беспроводной системы связи.Согласно последнему заявлению китайские исследователи смогли телепортировать кубит (стандартная единица данных в квантовых компьютерах) на 97 километров через озеро Цинхай ис-пользуя небольшой набор фотонов без помощи ..
2012-08-15 1849 0 Технология
0
Передача магнитных полей в пространстве стала реальной
Как известно, электромагнитные волны при соблюдении определённых условий способны к преодолению практически бесконечных расстояний. И это их свойство эффективно используется на благо человечества, сообщает Meganauka.com. Однако с магнитными полями всё обстоит намного сложнее. Дело в том, что магнитное поле быстро распадается и утрачивает ..
2013-05-9 2624 1 Технология
0
Нейрофизиологи научились вводить электронику в мозг при помощи шприца
Американским ученым удалось создать сетку из гибких проводов и электронных компонентов, которую можно ввести с помощью шприца непосредственно в мозг. Набор гибкой электроники способен подключаться к нервным клеткам без вреда для их здоровья — чтобы следить за их состоянием или даже воздействовать ..
2015-06-10 1555 0 Технология
0
Квантовая механика стала видна невооруженным глазом
Команда из Кембриджа создала полупроводниковый чип, который переводит электроны в квантовое состояние, излучающее свет, и достаточно велик, чтобы увидеть все невооруженным глазом. При наведении лазерных лучей на это устройство, образуется квантовая сверхтекучая жидкость, что позволит перевести это исследование в практическую ..
2012-01-15 1979 0 Технология
0
Учёные раздвигают границы ультраточного измерения
Международная команда физиков расширила границы сверхточных измерений, по-новому используя квантовые световые волны, сообщает «LightNews.net». С помощью нового метода мы в состоянии эффектно измерить небольшие расстояния, используя «сжатый» свет, даже тогда, когда цель передвигается. Австралийско-японское ..
2012-09-23 1341 0 Технология
0