Każda nanocząstka, czyli "piksel", jest tysiące razy mniejsza niż szerokość ludzkiego włosa /Fot. ANU

Nieliniowe rezonatory dielektryczne obiecują przełom w elektronice. Nadchodzi szybki internet?

Australijscy naukowcy dokonali czegoś pozornie niemożliwego. Stworzyli nieliniowe rezonatory dielektryczne, które mogą zainicjować rewolucję w elektronice.

Zespół uczonych z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego (ANU) stworzył półprzezroczyste szkiełka, które umożliwiają wyświetlanie dwóch różnych obrazów w tym samym czasie, gdy patrzy się na nie z przeciwnych stron. Było to możliwe dzięki postępom w dziedzinie fizyki znanej jako optyka nieliniowa. Odkrycie może mieć zastosowanie w fotonice i przyczynić się do stworzenia szybszego internetu. Szczegóły opisano w Nature Photonics.

Jak to działa?

W klasycznych ośrodkach, jak szkło czy woda, światło zazwyczaj porusza się w sposób liniowy, zarówno do przodu, jak i do tyłu. Naukowcy z ANU postanowili to zmienić. Stworzyli maleńkie szkiełka pokryte nanocząstkami w kształcie walca, z których każda jest tak mała, że 12 000 z nich zmieściłoby się w przekroju włosa (średnica wynosi 0,06-0,08 mm).

Każdy cylinder sterował przepływem światła jak znaki drogowe kierujące ruchem. Udało nam się wprowadzić asymetrię w sposobie rozchodzenia się światła, więc kiedy światło rozchodzi się do przodu i kiedy rozchodzi się do tyłu, otrzymujemy zupełnie inne wyniki. To tzw. nieliniowe rezonatory dielektryczne.Dr Sergey Kruk, fizyk z ANU

Cylindry wykonano z dwóch warstw krzemu i azotku krzemu. Każda z nich miała inny współczynnik załamania światła (to szybkość przechodzenia światła przez dany ośrodek). Cylindry można ustawić tak, by były „jasne” lub „ciemne” tylko w jednym kierunku (do przodu lub do tyłu). Manipulując nimi można tworzyć różne obrazy.

Czytaj też: Bioelektronika nowej generacji pozwoli na integrację elektroniki z naszymi tkankami

Do czego mogą przydać się te nanocylindry? Najbardziej oczywisty kierunek to „nanofotoniczne komponenty” informatyczne. Warto wspomnieć, że kluczowym elementem każdej elektroniki i złożonej architektury mikroprocesorów jest dioda, która pozwala na przepływ prądu elektrycznego tylko w jednym kierunku. W fotonice dioda jest nazywana izolatorem.

Obecnie produkowane izolatory są stosunkowo nieporęczne i skomplikowane, ale badania prowadzone przez naukowców z ANU mogą doprowadzić do powstania znacznie mniejszych i prostszych konstrukcji.

Na obecnym etapie rozwoju technologicznego jesteśmy niewiarygodnie dobrzy w kontrolowaniu prądów elektrycznych, a nie jesteśmy tak dobrzy w kontrolowaniu wiązek światła. To badanie może być pierwszym przekonującym krokiem w kierunku stworzenia bardzo zaawansowanej kontroli ruchu wiązek światła. Jest to podobne do wyrafinowanego sterowania ruchem prądów elektrycznych, które zaczęliśmy wprowadzać w połowie XX wieku.Dr Sergey Kruk