Исследователи разработали новый способ взаимодействия света с веществом
Новый способ улучшения взаимодействия между светом и веществом, разработанный исследователями Массачусетского технологического института и «Israel Technion», может когда-нибудь привести к открытию более эффективных солнечных элементов. Последние поспособствуют созданию новых видов лазеров и светоизлучающих диодов, которые будут иметь полностью настраиваемые цветовые излучения.
Фундаментальным принципом нового подхода является заставить импульс фотонов более точно соответствовать импульсу электронов, который обычно на порядок больше. Из-за огромного дисбаланса в импульсе эти частицы обычно взаимодействуют очень слабо; исследователи сообщают, что сближение импульсов позволяет значительно усилить контроль над их взаимодействием, что откроет возможности проведения новых видов фундаментальных исследований этих процессов.
Результаты, основанные на теоретическом исследовании, опубликованы от сегодня в журнале «Nature Photonics» в статье Янива Курмана из «Technion», Николаса Ривера, Томаса Кристенсена, Джона Джоаннопулоса, Марина Солячича, Идо Каминера.
Кремний – чрезвычайно важное вещество, которое используют в качестве основы в современной электронике, но оно не подходит для устройств, имеющих отношение к свету, например, светодиодов и солнечных элементов. В настоящее время кремний все равно используют как основной материал для солнечных элементов, несмотря на его низкую эффективность, как говорит Идо Каминер. Улучшение взаимодействия света с таким материалом, как кремний, может стать важной вехой в интеграции фотониковых устройств на основе манипуляции световых волн с помощью электронных полупроводниковых микросхем.
Большинство людей, рассматривающих эту проблему, сосредотачиваются на самом кремнии, как говорит Каминер, но «мы пытаемся изменить свет вместо того, чтобы изменить кремний».
Один из способов сделать это – замедление или сжатие. В своем теоретическом исследовании специалисты показали, что свет может замедляться в тысячу раз, проходя через многослойный тонкопленочный материал, покрытый слоем графена. Слоистый материал, состоящий из арсенида галлия и слоев арсенида индия галлия, изменяет поведение проходящих через него фотонов с высокой управляемостью. Это позволяет исследователям контролировать частоту выбросов из материала на целых 20-30 процентов, рассказывает Янив Курман.
Ученые намерены провести еще ряд исследований.
Фундаментальным принципом нового подхода является заставить импульс фотонов более точно соответствовать импульсу электронов, который обычно на порядок больше. Из-за огромного дисбаланса в импульсе эти частицы обычно взаимодействуют очень слабо; исследователи сообщают, что сближение импульсов позволяет значительно усилить контроль над их взаимодействием, что откроет возможности проведения новых видов фундаментальных исследований этих процессов.
Результаты, основанные на теоретическом исследовании, опубликованы от сегодня в журнале «Nature Photonics» в статье Янива Курмана из «Technion», Николаса Ривера, Томаса Кристенсена, Джона Джоаннопулоса, Марина Солячича, Идо Каминера.
Кремний – чрезвычайно важное вещество, которое используют в качестве основы в современной электронике, но оно не подходит для устройств, имеющих отношение к свету, например, светодиодов и солнечных элементов. В настоящее время кремний все равно используют как основной материал для солнечных элементов, несмотря на его низкую эффективность, как говорит Идо Каминер. Улучшение взаимодействия света с таким материалом, как кремний, может стать важной вехой в интеграции фотониковых устройств на основе манипуляции световых волн с помощью электронных полупроводниковых микросхем.
Большинство людей, рассматривающих эту проблему, сосредотачиваются на самом кремнии, как говорит Каминер, но «мы пытаемся изменить свет вместо того, чтобы изменить кремний».
Один из способов сделать это – замедление или сжатие. В своем теоретическом исследовании специалисты показали, что свет может замедляться в тысячу раз, проходя через многослойный тонкопленочный материал, покрытый слоем графена. Слоистый материал, состоящий из арсенида галлия и слоев арсенида индия галлия, изменяет поведение проходящих через него фотонов с высокой управляемостью. Это позволяет исследователям контролировать частоту выбросов из материала на целых 20-30 процентов, рассказывает Янив Курман.
Ученые намерены провести еще ряд исследований.
