Трехмерные материалы могут быть прозрачными

Метматериал, использованный учеными на эксперименте, представлял собой два слоя золота 30 нм толщиной, разделенных
диэлектриком 70 нм. (кликните картинку для увеличения)

Метматериал, использованный учеными на эксперименте, представлял собой два слоя золота 30 нм толщиной, разделенных диэлектриком 70 нм. (кликните картинку для увеличения)

17.04.2011 (10:27)
Просмотров: 4103
Рейтинг: 0.00
Голосов: 2

Теги:
мета-материал, свет, волна, луч, кремний, нитрид,
Естественные науки >> Физика






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Исследователи из Boston University (США) использовали плазмонный аналог EIT-эффекта для придания прозрачности трехмерной структуре мета-материала с варьирующимся числом слоев. Ранние эксперименты не позволяли масштабировать систему, таким образом, новый подход может быть полезен для создания в будущем оптических коммуникационных систем или квантовых компьютеров на основе света.

Индуцированная электромагнитная прозрачность (Electromagnetically induced transparency, EIT) – оптический процесс в атомной физике, который происходит в некоторых средах, обычно не прозрачных для света данной длины волны. Такие среды могут быть сделаны прозрачными для некоторого спектрального «окна», к примеру, при помощи освещения вторым лучом света с сильно отличающейся длиной волны.

Эффект индуцированной электромагнитной прозрачности позволяет наблюдать некоторые интересные явления, к примеру, значительное замедление световых импульсов. В частности, эффект ранее уже использовался для замедления световых импульсов настолько, что они «сохраняются» в среде (к примеру, в ультрахолодном облаке атомов).

Феномен требует определенной конфигурации от структуры энергетических уровней атома: три уровня должны иметь такие энергии, чтобы переходы между одной специфической парой уровней были запрещены. Эффект индуцированной электромагнитной прозрачности является следствием объединения в пары «темных» (запрещенных) и «светлых» (разрешенных) состояний. Образно говоря, мета-материалы, где возможна индуцированная электромагнитная прозрачность, могут рассматриваться как искусственные атомарные структуры с различными характеристиками (как было описано выше).

До сих пор ученые, проектируя мета-материалы, имитируя единственные «темное» и «светлое» состояния EIT-среды. Но теперь группа ученых из Boston University (США) предложили новую стратегию: приспособив «для своих нужд» взаимодействия в трехмерном мета-материале, исследователи показали, что возможно достичь более высокого числа состояний, что обеспечивает существование эффекта индуцированной электромагнитной прозрачности в нескольких спектральных «окнах». Число спектральных «окон» может быть увеличено путем объединения большего числа слоев мета-материала в единую структуру. Подробно результаты эксперимента описаны в статье, опубликованной в журнале Nano Letters.

Новая техника подразумевает использование мембран из нитрида кремния в качестве «строительной основы» для формирования горизонтальной многоуровневой трехмерной структуры. Позже на верхнюю и нижнюю поверхности структуры напыляется металл. Эта технология производства не требует практически никаких подготовительных работ, создавая лучшие структуры с острыми краями. Дополнительные слои могут быть добавлены путем последующего напыления диэлектриков и металлов поверх существующей структуры. Обычно подобные структуры не являются масштабируемыми, но новая технология позволяет добавлять уровни достаточно легко.

Полученная структура позволяет замедлять одновременно несколько световых импульсов с различными частотами (т.е. демонстрирует индуцированную электромагнитную прозрачность одновременно в нескольких спектральных «окнах»). При этом, по словам ученых, нелинейные эффекты могут быть увеличены за счет взаимодействия между импульсами.

В качестве развития этой темы ученые планируют использовать схожую идеологию для ассиметричного дизайна мета-материала.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное

Свежая информация гардеробные на заказ в спб здесь.



Rambler's Top100