Naukowcy ogłaszają przełom fotonowo-fononowy

Naukowcy ogłaszają przełom fotonowo-fononowy

Topologicznie odmienne kryształy fotoniczne (pomarańczowy i niebieski) z heksagonalną warstwą azotku boru na wierzchu umożliwiają sprzężenie światła topologicznego i drgań sieci w celu utworzenia półwibracyjnego, pół-chiralnego wzbudzenia światłem, które można bezpośrednio skierować wzdłuż kanałów jednowymiarowych w solidny sposób. Źródło: Filip Komisarenko i Sriram Gudala

Nowe badania przeprowadzone przez zespół City College of New York ujawniły nowy sposób łączenia dwóch różnych stanów materii. Po raz pierwszy fotony topologiczne – światło – zostały połączone z drganiami sieci, znanymi również jako fonony, aby manipulować ich propagacją w potężny i kontrolowany sposób.


W badaniu wykorzystano fotonikę topologiczną, wyłaniający się trend w fotonice, który wykorzystuje podstawowe idee matematycznej dziedziny topologii dotyczące zachowywanych wielkości – niezmienności topologiczne – które pozostają stałe podczas zmiany części obiektu geometrycznego pod wpływem ciągłych deformacji. Jednym z najprostszych przykładów takich stałych jest liczba otworów, co sprawia, że ​​np. pączek i filiżanka są równoważne z topologicznego punktu widzenia. Właściwości topologiczne nadają fotonom chiralność, gdy fotony obracają się podczas ich propagacji, co skutkuje unikalnymi i nieoczekiwanymi właściwościami, takimi jak odporność na defekty i jednokierunkowa propagacja wzdłuż granic między topologicznie odmiennymi materiałami. Dzięki interakcjom z drganiami w kryształach, te kanałowe helikalne fotony mogą być następnie wykorzystane światło podczerwone z wibracjami.

Konsekwencje tej pracy są szerokie, umożliwiając w szczególności naukowcom opracowanie spektrometru Ramana, który służy do określania wzorców drgań molekuł. Badania są również obiecujące dla spektroskopii oscylacyjnej – znanej również jako spektrometr podczerwieni– który mierzy oddziaływanie promieniowania podczerwonego z materią poprzez absorpcję, emisję lub odbicie. Można to następnie wykorzystać do badania, identyfikacji i charakteryzacji Chemikalia.

„Korzystujemy helikalne fotony z wibracje kapilarne w sześciokątny azotek boruStworzenie nowego materiału hybrydowego jest określane jako fonon-polaryton, powiedział Alexander Khanikev, główny autor i fizyk związany z Grove School of Engineering w Nowym Jorku. światło I połowa wibracji. Ponieważ światło podczerwone i drgania sieci są związane z ciepłem, stworzyliśmy nowe kanały do ​​wspólnej propagacji światła i ciepła. Normalnie drgania siatkówki są bardzo trudne do kontrolowania, a kierowanie ich wokół wad i ostrych narożników było wcześniej niemożliwe”.

Nowa metodologia może również wdrożyć wektorowy, radiacyjny transfer ciepła, formę transferu energii, w której ciepło jest rozpraszane przez fale elektromagnetyczne.

Dr Sriram Gudala, doktor habilitowany w grupie profesora Chanekiva i pierwszy autor rękopisu dodał. „Metoda ta pozwala również na zmianę kierunku propagacji drgań wzdłuż tych kanałów, w przód lub w tył, po prostu poprzez zmianę polaryzacji padającej wiązki laserowej. prąd elektryczny w ten sposób Zupełnie nowy, aby kierować i obracać wibracje siatki, co czyni ją również spiralną.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Topological Phonon-Polariton Transformation at Surface-Infrared Surfaces”. Nauki ścisłe.


Spotkania wibracyjne — polaryton fononowy spotyka się z cząstkami


więcej informacji:
S. Guddala i in., Topologiczne ścieżki fononowo-polarytonowe na powierzchniowych powierzchniach podczerwieni, Nauki ścisłe (2021). DOI: 10.1126 / science.abj5488. www.science.org/doi/10.1126/science.abj5488

cytat: Naukowcy ogłaszają przełom w zakresie fotonów i fononów (2021, 8 października) Pobrano 9 października 2021 z https://phys.org/news/2021-10-photon-phonon-breakthrough.html

Niniejszy dokument podlega prawu autorskiemu. Bez względu na jakiekolwiek uczciwe postępowanie w celach prywatnych studiów lub badań, żadna część nie może być powielana bez pisemnej zgody. Treść udostępniana jest wyłącznie w celach informacyjnych.

You May Also Like

About the Author: Ellen Doyle

„Amatorski praktykujący muzykę. Wieloletni przedsiębiorca. Odkrywca. Miłośnik podróży. Nieskrępowany badacz telewizji”.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *