חדשנות

מדענים ממציאים מטמטיקה 'בלתי נראית' עם מצב השתקפות בונוס

מדענים ממציאים מטמטיקה 'בלתי נראית' עם מצב השתקפות בונוס


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

צוות מחקר בינלאומי הציע ליצור חומר חדש למטא עם תכונות אופטיות מתכווננות - ללא צורך בקלט מכני (או ידני) - שעשוי לשפר את אמינות המכשירים האופטיים תוך הורדת עלויות הייצור, על פי מאמר שער שפורסם בכתב העת.אופטיקה.

קשורים: צפויות גלימות בלתי נראות יותר מאשר רק אביזרי סרטים

מטמטיקה 'בלתי נראית' באופק

פיתוח מואץ במדעי הפיסיקה והחומרים לאורך העשורים האחרונים הביא לחברה קשת רחבה של חומרים זמינים. אך כעת המתכננים מכשירים מורכבים פחות מוגבלים על ידי גבולות החומרים המסורתיים כמו מתכות, זכוכית, עץ או מינרלים. זה המקום שבו מטא-חומרים - שנלמדו באוניברסיטת ITMO ובמקומות אחרים - פותחים הזדמנויות חדשות לשימושים חדשים.

המורכבים ממבנים תקופתיים מורכבים, חומרים מטמטיים אינם תלויים יחסית בתכונות הרכיבים המכוננים שלהם ויכולים להיות בעלי מבנים נפחיים או שטוחים. האחרונים נקראים מטא-משטחים.

"משטחי שטח מאפשרים לנו להשיג השפעות מעניינות רבות במניפולציה של האור", אמר חוקר בכיר במחלקה לפיזיקה והנדסה באוניברסיטת ITMO, איוון סינב,אוֹפְּטִיקָה. "אך למשטחי המטרה הללו יש נושא אחד: האופן שבו הם מתקשרים עם אור נקבע בדיוק ברגע בו אנו מתכננים את המבנה שלהם. בעת יצירת מכשירים לשימוש מעשי, נרצה להיות מסוגלים לשלוט במאפיינים אלה לא רק בהתחלה, אלא גם במהלך להשתמש גם כן. "

זיוף 'מטא-משטחים' חדשים

בזמן שהם מחפשים חומרים המתאימים למכשירים אופטיים אדפטיביים, חוקרי אוניברסיטת ITMO משתמשים בניסיון הרב שלהם בעבודה עם משטחי סיליקון כדי לאחד כוחות עם עמיתיהם באוניברסיטת אקסטר בבריטניה - שהם גם מנוסים מאוד בעבודה עם חומרים לשינוי פאזה. חומר כזה הוא תרכובת האנטימון הגרמניום (GeSbTe) הנמצאת בתקליטורי DVD.

"ערכנו חישובים כדי לראות איך ייראה החומר המרוכב החדש הזה", אמר פאבל טרופימוב, דוקטורנט במחלקות לפיזיקה והנדסה, בפני אופטיקה. "יש לנו הכללה של GeSbTe המוטמעת כשכבת דבר בין שתי שכבות סיליקון. זה מעין כריך: תחילה אנו מצפים מצע ריק בסיליקון, ואז שמים שכבה של חומר לשינוי פאזה, ואז קצת סיליקון נוסף. "

אחרי זה מדענים משתמשים בשיטה של ​​ליתוגרפיה של קרן אלקטרונית כדי להמיר את המבנה החדש בשכבות למשטח מטא. לבסוף, זה הפך למערך של דיסקים מיקרוסקופיים שיעברו בדיקות במעבדה - כדי לראות עד כמה הוא מטפל באור.

שינוי שלב: סדר בלתי נראה, השתקפות כאוטית

בדיוק כפי שחוקרים ציפו, שילוב של שני חומרים למבנה תקופתי מורכב יצר פונקציה חשובה: ניתן לשנות את רמת השקיפות של המשטח החדש לאורך כל הניסוי. הסיבה לכך היא דיסק סיליקון באזור האינפרא אדום הקרוב עם שני תהודה אופטית - המאפשרת לו לשקף חזק קרני אינפרא אדום המופנות על פניו. שכבת GeSbTe מעניקה למדענים את היכולת "לכבות" את אחד משני התהודה, מה שהופך את הדיסק לכמעט שקוף לאור בחלק הקרוב לאינפרא אדום של הספקטרום.

לחומרים המסוגלים לשנות שלב יש שני מצבים: האחד הוא גבישי, וכולל מולקולות המסודרות במבנה מסודר, ואילו השני הוא מצב אמורפי. כאשר שכבת GeSbTe במרכז החומר המטאמי מסודרת במצב גבישי, התהודה השנייה נעלמת - כשהיא אמורפית, הדיסק ישקף קרני IR.

"כדי לעבור בין שני מצבי המשטח, השתמשנו בלייזר דופק חזק מספיק", אמר פבל טרופימובאוֹפְּטִיקָה. "על ידי מיקוד הלייזר בדיסק שלנו, אנו מסוגלים לבצע את המתג במהירות יחסית. דופק לייזר קצר מחמם את שכבת GeSbTe כמעט עד לנקודת ההיתוך, שלאחריה הוא מתקרר במהירות והופך אמורפי. אם אנו מכפיפים אותו ל סדרה של פעימות קצרות, היא מתקררת לאט יותר, ומתמקמת במצב גבישי. "

המאפיינים של משטח הפנים החדש פותחים פתח למגוון יישומים. המעניין ביותר הוא יצירת לידארים - מכשירים הסורקים חלל באמצעות פליטת פולסים אינפרא-אדום ואז מקבלים אלומות מוחזרות. העיקרון של יצירת מטא-חומר זה עשוי גם לקדם את הייצור של עדשות צילום מיוחדות במיוחד, כמו אלה שכולנו משתמשים במצלמות סמארטפונים.

כאשר מדע החומרים ממשיך לערום פריצות דרך, העולם המתרחב של מוצרי אלקטרוניקה חדישים - מסמארטפונים צרכניים וכלה בחומרה צבאית מתקדמת - עשוי לקחת את צעדיו הראשונים למהפכה תעשייתית גדולה.


צפו בסרטון: ריסטרט RESTART למערכת העצבים ומשתחררים מכאבים, מתחים וחרדות דר שמי שגיב כירופרקט (דֵצֶמבֶּר 2022).