빛과 나노 입자를 제어하여 다른 이미지를 표시한 다음 다른 데이터를
과학자들의 새로운 작업에 대한 주요 사항
연구자들이 한 일을 정확히 이해하려면 창문을 생각해보십시오.한쪽에는 이미지가 새겨져 있지만 다른 쪽에는 그림이 완전히 다릅니다.
이것은 불가능해 보일 수 있지만, 사실,이것은 호주 국립 대학교(ANU)의 과학자들이 얻은 결과입니다. 팀은 다른 각도에서 볼 때 두 가지 다른 이미지를 나타내는 작은 반투명 나노 입자를 개발했습니다.
실험 중 하나에서 과학자들은 호주 대륙이 동시에 묘사 된 슬라이드를 만들었습니다그리고 시드니 오페라 하우스.
두 장의 사진을 동시에 보여주는 슬라이드
이 분야의 발견은 전류가 아닌 가시광선 또는 적외선을 사용하여 데이터를 전송하는 광자 컴퓨팅을 개선하는 데 사용할 수 있습니다.
어떻게 작동합니까?
일반적으로 빛은 유리나 물과 같은 동일한 재료를 통해 동일한 방식으로 이동합니다.
연구자들은 이 과정을 역전시키기로 결정했고실린더 형태의 나노 입자로 코팅된 작은 유리를 개발했습니다. 규모를 이해하기 위해 이 입자 중 12,000개가 사람 머리카락의 단면에 들어갈 수 있다고 상상해 보십시오.
이 나노 입자는 교통 방향을 알려주는 도로 표지판과 같이 빛의 흐름을 제어한다고 물리학자 Sergey Kruk은 설명합니다.
빛이 이동하는 방식의 도식적 표현
“우리는 빛이 전파되는 방식에 비대칭을 도입할 수 있었습니다. 그래서 그것이 앞으로/뒤로 전파될 때 우리는 완전히 다른 결과를 얻습니다”라고 그는 말했습니다.
이 작업의 저자는 이러한 "도로 표지판" 비선형 유전체 공진기라고 부릅니다.
원통 모양의 나노 입자는 실리콘과 질화규소의 두 층으로 만들어졌습니다.각 층은 다른 굴절률을 가졌는데, 이는 빛이매주 수요일마다 다른 방식으로 진행되었습니다.
나노 입자를 배치할 수 있습니다.빛이 앞이나 뒤로 통과할 때 빛나거나 어둡습니다. 켜지거나 켜지지 않는 작은 픽셀과 같습니다. 작가들은 그것들로 하나의 그림처럼 보이는 패턴을 만들었습니다.
“일반적으로 이미지는 개별 픽셀로 구성됩니다. 그리고 우리는 이러한 픽셀을 원하는 패턴으로 조합할 수 있습니다.”라고 Crook이 말했습니다.
연구소 소장 Benjamin Eggleton시드니의 나노기술은 이 연구를 주요 결과라고 불렀다. 그는 이것이 다른 응용 분야에서 사용될 수 있는 중요한 물리학이라고 말합니다. 가장 확실한 응용은 컴퓨팅을 위한 나노광자 구성요소에 있다고 그는 말합니다.
전자 컴퓨팅의 핵심 요소 및 복합마이크로칩 아키텍처 - 다이오드. 전류가 한 방향으로만 흐르도록 합니다. 포토닉스 또는 광 기반 컴퓨팅에서는 다이오드 대신 절연체가 사용됩니다.
Eggleton 교수에 따르면 오늘날의 절연체는 매우 부피가 크고 제조하기 어렵지만 ANU의 과학자들의 작업은작고 단순한 디자인을 만들 수 있습니다.
광자 회로 또는 광학 컴퓨팅컴퓨팅의 미래라고 합니다. 전자 제품보다 작게 만들 수 있으며 더 빠른 속도로 작동하고 전력을 덜 사용하며 발열도 적습니다.
많은 글로벌 양자 컴퓨팅 회사가 광자 회로에 의존한다고 Eggleton은 말합니다.
인터넷은 어떻습니까?
새로운 기술이 인터넷을 더 빠르고 저렴하게 만드는 데 도움이 될 것이라는 의견도 있습니다. 박사님중국 동남대학교의 레이 왕(Lei Wang)은 "이 이미지들의 목적은 주로 예술적이지만,이 새로운 기술의 잠재력.
"실제 응용 분야에서 이러한 나노 입자는 예를 들어 차세대 통신 인프라에서 빛의 흐름을 효과적으로 제어하는 복잡한 시스템으로 조립될 수 있습니다."
크룩 박사에 따르면, 나노 스케일에서 빛의 흐름을 제어하는 능력은 빛이"그는 가야 할 곳으로 가고, 가지 말아야 할 곳으로 가지 않을 것이다."덕분에 유지 보수에 더 적은 전기가 필요한 더 빠른 인터넷 연결을 만들 수 있습니다.팀.
예를 들어, 2020년에 과학자들은 다음을 전송하는 광자 회로를 만들었습니다.광섬유를 통해 76km 거리에서 초당 44.2테라비트의 데이터를 처리합니다.이는 평균 광대역 다운로드 속도에 비해 약 100만 배 빠른 속도입니다.
Crook은 오늘날 물리학자들이 강한 빛이 나노 규모의 물질 구조에 어떻게 영향을 미치는지 이해하기 시작했다고 믿습니다.
"오늘날 과학자들은 전류를 제어하는 데 매우 능숙하지만 광선을 제어하는 방법에 대해서는 아직 많이 알지 못합니다.이 연구는 아마도 광선의 움직임을 제어하는 정교한 장치를 만들기 위한 첫 번째 중요한 단계일 것입니다.이는 전류의 움직임을 제어하는 20세기 중반의 장치와 유사하다"고 크룩은 말했다.
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