Нано-уровень управления светом

31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров.

В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью.

Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала нанометровая золотая антенна генерирует базовую волну на тонкой пластине оксида молибдена (MoO3). Достигнув края подложки, волна рассеивается, формируя более высокие моды поляритонов, которые ранее было трудно наблюдать.

Использование этой методики позволило зафиксировать фонон-поляритоны с рекордным фактором качества около 45 и значительной протяженностью распространения. Это создает перспективы для разработки нанофотонных компонентов, которые могут обеспечивать сверхбыструю передачу данных и высокочувствительный химический анализ.

Особый интерес представляет эффект "псевдодвухлучепреломления". На границе золота и воздуха разные моды волн разделяются в пространстве, сохраняя поляризацию. Это открывает возможность направлять светоматериальные волны в различные направления, что может стать основой для многоканальных оптических систем и сенсоров нового поколения.

Техника также демонстрирует возможность псевдодлапреломления: двухступенчатое возбуждение с помощью антенны и края золотой подложки позволяет разделять волны высшего порядка на различные направления распространения. Такой подход открывает путь к маршрутизации оптических сигналов на микросхемах без необходимости дополнительных сложных структур.

Реализованная схема облегчает контроль над поведением света на наноуровне, позволяя создавать компактные и высокоэффективные устройства. Потенциал технологии охватывает сферу передачи информации, оптических вычислений и разработки сверхчувствительных датчиков.

<< Назад: Древний лед Антарктики 01.01.2026

>> Вперед: Цифровая камера X1 Lenovo 31.12.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Вдумчивая подготовка ко сну помогает уснуть 06.03.2022 Стресс не дает уснуть, и многие пытаются справиться с этим с помощью медикаментов, которые не всегда безопасны для здоровья. Сотрудники Мичиганского университета выяснили, что есть и другой способ уложить себя спать, более безопасный и, возможно, более эффективный. Готовясь ко сну, мы выполняем серию действий: расстилаем постель, чистим зубы, ставим будильник и т. д. Этот ритуал повторяется изо дня в день, и, как считается, помогает мозгу успокоиться и настроиться на сон. Однако до сих пор никто не показывал напрямую, что есть причинно-следственная связь между "предсонным" ритуалом и качеством сна. Между тем животные тоже ведут себя определенным образом перед сном - достаточно понаблюдать за собакой или кошкой, как они крутятся на месте, вытаптывая ямку в мягкой подстилке или на диване, вылизываются и перебирают разные позы, прежде чем заснуть. Исследователи решили понаблюдать за мышами, которые готовятся отойти ко сну, причем понаблюдать не только за поведением самих мышей, но и за активностью нейронов мозга. В гипоталамусе удалось найти нейроны, которые становятся активны как раз во время "предсонного" ритуала. Гипоталамус - небольшой центр в мозге, от которого зависит чувство голода, чувство жажды, обмен веществ, температура тела и многое другое, включая то, как мозг спит. Если мышам, которые хотят поспать, не давать делать себе гнездо, мыши будут долго засыпать и плохо спать. А если подавить активность тех самых нейронов в гипоталамусе, то мыши перестанут выполнять обычный "предсонный" ритуал, и также начнут долго засыпать и плохо спать. То есть эти нейроны, управляя "предсонным" поведением, помогают уснуть. Отсюда можно сделать вывод, что пренебрегать вечерней рутиной не следует, как бы ни было лень идти в ванную и делать что положено. Тут стоит подумать о новых, более эффективных медикаментах, которые будут целенаправленно действовать именно на нейроны "предсонного" поведения - не исключено, что они окажутся более безопасными, чем обычные успокоительные и снотворные.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026