Új korszakot hozhat a világ legkisebb félvezető lézere
2009. szeptember 2. 13:02, szerda
A Berkeley Egyetem kutatói új mérföldkőhöz értek a lézerfizikában, megalkotva a világ legkisebb félvezető lézerét, ami képes egy protein molekula által elfoglaltnál kisebb térben látható fényt előállítani, még pontosabbá téve a lézersugarakat.
Hirdetés
A vívmány több újítás fejlődését segíti. Ilyenek a DNS molekulák szondázását, manipulálását és elemzését lehetővé tevő nanolézerek, az optikai alapú telekommunikáció, ami a jelenlegi technika sebességének a sokszorosát ígéri, valamint az optikai számítógép, amiben a fény felváltja az elektromos áramköröket, ugyancsak növelve a sebességet és a számítási teljesítményt.
"Munkánk megdönti a lézerek korlátairól alkotott hagyományos nézeteket, hatalmas lépést téve a biomedikai, kommunikációs és számítástechnikai területek alkalmazásai felé" - mondta Xiang Zhang gépészmérnök professzor, a Berkeley Nanoméretű Tudományos és Mérnöki Központjának igazgatója, aki a Nature augusztus 30-i számában publikálta tanulmányát.
Bár általánosan elfogadott, hogy az elektromágneses hullámok - köztük a lézerfény - nem fókuszálható hullámhosszának felénél kisebb sugárba, a kutatók találtak egy módszert a fény nanoméretű összesűrítésére. A kulcs az úgynevezett felületi plazmonok alkalmazása. A felületi plazmonok az elektronok sűrűségének fluktuációi egy fém felületen, amik képesek elnyelni a fényt, végigfutni a felületen, majd újra kibocsátani ezt az energiát. Sokkal kisebbek, mint a látható fény hullámhossza, vagyis képesek lennének fenntartani egy lézert egészen parányi területen is.
A tudósok az utóbbi időben egy életképes felületi plazmonlézer előállításán versenyeznek, ami képes fenntartani és hasznosítani ezeket a parányi optikai ingereket. Mindazonáltal a fémekben lakozó ellenállás a keletkezésük után szinte azonnal szétszórja ezeket a felületi plazmonokat, ami alaposan megnehezíti a lézerhez szükséges elektromágneses mező létrehozását.
Zhang és kutatócsapata egy új megközelítést használt a fényenergia elvesztésének megakadályozásához, a hajszálnál ezerszer vékonyabb kadmium szulfid nanodrótokat társítottak egy ezüst felülethez, amit egy mindössze 5 nanométeres szigetelő hézag választott el egymástól, utóbbi egy protein molekula méretének felel meg. Ebben a szerkezetben a hézag fényt tárol egy, a hullámhosszánál hússzor kisebb területen. Mivel a fényenergia főként ebben a parányi nem fémes térben tárolódik, a veszteség jelentősen csökkent.
Miután a "hibrid" megoldással sikerült a veszteség kontrollálása, a kutatók megkezdhették a fény felerősítését. "Amikor ilyen kis méreteken dolgozunk, nincs sok helyünk játszadozni" - mondta Rupert Oulton, Zhang kutató segédje, aki tavaly elsőként foglalta elméletbe ezt a megközelítést. "Megoldásunkban a nanodrót egyszerre tölti be a korlátozó mechanizmus és az erősítő szerepét"
A fény foglyul ejtése és megtartása ilyen kis területeken annyira szélsőséges körülményeket teremt, ami nagyban megváltoztatja a fény és az anyag kölcsönhatását. Erről a fény spontán emissziójának növekedése árulkodik, magyarázzák a tanulmány szerzői, akik hatszoros növekedést mértek az 5 nanométeres hézagban foglyul ejtett fény spontán emissziójában.
A Berkeley kutatói által alkalmazott félvezető anyagok és gyártástechnológiák teljesen általánosnak számítanak a modern elektronikai iparban. "Ami különösen izgalmas az általuk itt bemutatott plazmonos lézerekben, hogy szilárd állapotúak és teljesen kompatibilisek a félvezetőgyártással" - mondta Volker Sorger, Zhang egyik hallgatója, a tanulmány társszerzője. A lényeg pedig hogy a félvezetők közötti területen megkonstruált hibrid plazmonokkal sikerül elég hosszan fenntartani a fényt ahhoz, hogy az oszcillációk egy koherens állapotba stabilizálódjanak, ami a lézer egyik fő jellemvonása.
"Munkánk összekapcsolhatja az elektronika és az optika világát, méghozzá molekuláris méreteken" - mondta Zhang, aki reméli, hogy a fényt végül sikerül összezsugorítani egy elektron hullámhosszára, ami egy nanométer körül mozog, így a kettő egyenlő körülmények között dolgozhatna együtt. "Az optika előnyei az elektronikával szemben sokszorosak" - tette hozzá Thomas Zentgraf, aki szintén részt vett a kutatásban. "Az optika alkalmazásával az eszközök sokkal energia-hatékonyabbá válnának, miközben nagyobb sebességet és sávszélességet érhetnének el."
Ez uram egy hazugságvizsgáló gép. Igennel vagy nemmel válaszolhat a kérdésekre.
Kezdjük a vizsgálatot. Kérem válaszoljon a következő kérdésre:
Otthon tudják-e, hogy ön homoszexuális?
Bolti lopás 10 ezer forint alatt nem von maga után retorziót. Az emberölést viszont Magyarország még jogi igazságszolgáltatásként sem ismeri el. (Kivégzés.) Mert a magyarok tudják, (legalábbis régen tudták, akik kitalálták) hogy embernek semmilyen joga sincs elvenni más ember életét. Ugyanis emberek vagyunkm, és mind hibázhatunk, és annál undorítóbb dolog a világon nincs, ha ártatlan ember szenved. Mi lenne, ha egyszer eljönne hozzátok egy őrült, aki azt hiszi, hogy pl. megölted az anyukáját, és szemtől szembe, vagy csak nem is szemtől szembe, csak lesből, gyáván lelő téged, és az egész családodat?! Vagy felgyújt, esetleg ötleteket merít a Fűrészből, vagy felakaszt, és barna gatyával lóbál téged a szél a diófán pár napig, amíg meg nem találnak... (Semmi személyeskedés, csak E/2 személyben sokkal hatásosabb.) Az előbbi tízparancsolatos ennek az analógiája amit kiforgattatok, reméletem, hogy nem kell jobban megmagyaráznom -.-
Nem tudom miért nem jutott még eszébe senkinek... Elvileg ezzel a módszerrel a fénymikroszkópiát hivatalosan is sikerülhet az elektronmikroszkópia nagyítási szintjére hozni. Legalábbis nekem logikusnak tűnne, és ez azért lenne jó mert végre nem csak döglött anyagot lehetne iszonyatos nagyításban szemlélni.
1. Uradat, Istenedet imádd, és csak neki szolgálj! 2. Isten nevét hiába ne vedd! 3. Az Úr napját szenteld meg! 4. Atyádat és anyádat tiszteld! 5. Ne ölj! 6. Ne paráználkodj! 7. Ne lopj! 8. Ne hazudj,mások becsületében kárt ne tégy! 9. Felebarátod házastársát ne kívánd! 10. Mások tulajdonát ne kívánd!
Csak úgy ne járjunk, mint a térfigyelő kamerákkal. Azokon is színszűrő van, így bizonyos sötétebb árnyalatokat nem vesznek fel. Így, ha áldozatként, utólag szükséged van a felvételre, olyan, mintha nem is lenne.
"kvaintumszámítógépet már :) mennyivel jobb pici elektronok forgási iránya alapján felvenni a két bitet (jobbra / balra forog) mint hogy ilyenekkel bohóckodni"
Ez speciel eppen elektron plazmat hasznal, viszont a kvantum gepekkel ellentetben joval stabilabb, mivel nem ket elektrontol fugg az adat allapota, hanem jopar fotontol.
Feny alapu rendszerek pedig mar vannak, csak sokkal nagyobbak mint a mai atlag szamitogepek. Memorianak tokeletes egy feltekert optikai vezetek, ez ring buffer-kent kepes tarolni az informaciot, ami a merevlemezhez hasonloan koronkent egyszer erheto el (lasd: drum memory). Erositore is szukseg van, es ilyen tisztan optikai elven mukodo hardvereket hasznalnak a mostani optikai gerincvezetekekben. A fenti talalmany is hasonlo csak sokkal kisebb meretben tudja ugyanezt, raadasul felvezeto technikaval legyartva. Optologikai kapukat meg nagyon konnyu letrehozni, csak a megfelelo interferencia mintakat kell megallapitani, majd a kimeno gyengebb jelet visszaerositeni. Igy mukodtek a dioda logikat es egy darab kimeneti erosito transzisztort hasznalo regi logikai aramkorok. Egy mukodo tisztan optikai szamitogep mai technikaval mar megepitheto egy kisebb epulet mereteben, tranzisztoronkent egy-egy gerinchalozati optikai repeater arabol. Ha vegre sikerul miniaturizalni, akkor a jovoben sokkal kisebbek es olcsobbak is lehetnek. (leszek)
A fenti felfedezes igazabol jo, de nem biztos, hogy ez a jovo, viszont erdekes technologiai vivmany. Az mindenesetre kiderult, hogy a miniaturizalashoz a felhasznalt feny hullamhosszat csokkenteni (azaz a frekvenciajat novelni) kell.
"Plasmons have been considered as a means of transmitting information on computer chips, since plasmons can support much higher frequencies (into the 100 THz range, while conventional wires become very lossy in the tens of GHz). For plasmon-based electronics to be useful, an analog to the transistor, called a plasmonster, must be invented."
A wikiből.
100THz-es proci mit tudna már!? Azon már talán a Crysis is futna fullos beállítással.
mondta Xiang Zhang gépészmérnök professzor, a Berkeley Nanoméretű Tudományos és Mérnöki Központjának igazgatója, majd kiemelte Kurt Kaiser projektvezető és Tonio Antonelli kutatási igazgató érdemeit, mindemellett megemlítette Jakasiva Konebucsi által szerzett pénzügyi támogatást
kvaintumszámítógépet már :) mennyivel jobb pici elektronok forgási iránya alapján felvenni a két bitet (jobbra / balra forog) mint hogy ilyenekkel bohóckodni :D
Tehát fogott egy drótot amit rárakott egy fémlemezre...a drót végén meg jön ki az lézerfény..alatta.
Talán tényleg sikerülhet olcsó, energiatakarékos procikat így létrehozni..ja és piszok gyorsakat...a fény tranzisztort kell már csak feltalálni és a fény tárolókat.
"Ha az emlősök, akiktől származunk, tudták volna, hogy egy napon politikusok kerülnek ki a génekből, fent maradnak a fán és rossz ötletként elvetik az evolúciót!"
Nyomtatás
Elküldés e-mailben
Új korszakot hozhat a világ legkisebb félvezető lézere
Megszakították az indiai holdszonda küldetését
Milyen hatásuk van a kozmikus halálsugaraknak?
Szojuzokat venne Európa
Közelkép egy molekuláról
Felfelé terjedő villámot fotóztak le
Részleges siker a dél-koreai rakétakilövés
Algoritmusokkal rekonstruálják az átírt szövegeket
A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
