Перший в світі фотонно-фононний кристал, талановитий укладати в пастку механічні вібрації і світло в один момент, створила команда дослідників під керівництвом Вручення Оскара Пейнтера (Oskar Painter) з Каліфорнійського технологічного університету.
Новинка являє собою досить вузьку смугу кремнію, шириною близько 20 і довжиною мікрометрів 1,4 мікрометра. Шляхом травлення в смузі проведений послідовність прямокутних отворів, перетворити її на подобу ЖД колії зі шпалами (з кроком 362 нанометра).
Неспеціалізований вигляд пристрою (a)
і збільшений його фрагмент (b)
(Фотографії Matt Eichenfield et al)
Смуга ця підвішена в просторі, як ніби-то місток. Він є хвилеводом як для оптичного випромінювання, так і для звукових коливань, що поширюються на протязі «шляху». Поряд з цим властивості смуги дозволяють їй проробляти з хвилями цікаві речі, тому, що вона в один момент є і фотонних і фононною кристалом.
Пояснимо, фотонні кристали (photonic crystals) - це всілякий клас матеріалів, що маніпулюють світлом: його відображенням, поглинанням і заломленням в різних шарах, спектром проходить випромінювання, світлопропускання прикладу і без того потім.
Фононні ж кристали (phononic crystal), по суті, проробляють все те ж саме, тільки не з електромагнітними хвилями, а з механічними коливаннями. А також за принципом будови фононні кристали схожі з фотонними: і ті й інші набувають чергуванням надтонких шарів матеріалів з різними (звуковими або оптичними) особливостями.
На це внутрішню спорідненість звернув увагу Пейнтер.
Якщо ви зробите один тип кристалів, ви практично машинально купуєте і другий тип, - говорить учений.
Він затверджувати, що ця особливість не вживалася раніше, тому, що механічні вібрації в фотонних кристалах, широко вживаються в оптичних пристроях, дуже дрібні і їх важко знайти.
Але при певній конфігурації кристала і цілком правильно підібраних розмірах елементів з'являється захоплюючий ефект. Інтерференція світлових хвиль, відбитих та пропущених далі кожної «шпалою», створює умови, при яких хвилі з певною довжиною виявляються спійманими в центрі «містка». І цілком правильно крім цього в його центрі «замикаються» високочастотні звукові коливання, поряд з цим «шпали» коливаються взад-вперед.
Це і зрозуміло: механічні коливання в «шпалах» призводять до маленьких трансформацій в геометрії «шляху», а вона, зі свого боку, потужно впливає на складну картину співпраці пропускаються і розкритих кожною клітинкою світлових хвиль.
Вузький скляний зонд, що підводиться до «доріжці» з кремнію, дозволив фізикам з'ясувати, в якому місці кристала укладено світло (в дослідах спочатку в «колію» запускали лазерне випромінювання з різною частотою). А коливання в світлопропускання кристала, залежні від поданого на нього звуку, продемонстрували, що пристрій крім цього захоплює в полон механічні вібрації певної частоти.
Перші п'ять механічних мод, представлені разом з двома оптичними модами, в один момент «живуть» в кристалі (ілюстрація Matt Eichenfield et al.)
Розміщено в NanoWeek,
Гравіті Фолз - Все серії підряд | Кращі мультфільми, хіти для дітей. Збірник 11 сезон 2 серіі18 -21
цікаві записи
Популярні статті на сайті:
Хіміки їх Англії, Естонії та Франції в перший раз синтезували з'єднання, в якому молекула плавикової кислоти (HF, фтороводород) укладена в каркаса ...
Двоє співробітників Колумбійського університету (США) вивели трансгенних гідр, клітини яких містять суперчутливим флуоресцентний сенсор збудження ....
Інтернаціональній групі, до складу якої входили вчені з Японії, Ізраїлю та США, в перший раз в історії вдалося показати ефект переміщення ...
Інтернаціональній групі вчених вдалося створити стабільний напівсинтетичний одноклітинний організм, генетичний код якого містить додаткову ...
Дослідники Університету Тохоку, Японія, сказали про перший в світі успішний досвід роботи ІІ на базі енергонезалежного спінтронних пристрою. Опис ...