Зміст
Фотонна система перовскітів і рідких кристалів була створена польськими вченими у співпраці з міжнародною дослідницькою групою. Відкриття є значущим і може бути використане для створення ефективних і нетрадиційних джерел світла, повідомили у Варшавському університеті.
Перовскіти мають шанс зробити революцію в енергетичному секторі, кажуть вчені в надісланому прес-релізі. Це міцні та прості у виготовленні матеріали. Вони мають високий коефіцієнт поглинання сонячного світла і тому використовуються для створення нових, більш ефективних фотоелементів. В останні роки використовувалися емісійні властивості цих матеріалів, досі недооцінені.
Фотонна система з електрично налаштованими топологічними характеристиками була отримана вченими з Варшавського університету та Військового технологічного університету у співпраці з італійською компанією CNR Nanotec, британським університетом Саутгемптона та університетом Ісландії. Дослідники описали відкриття в статті в останньому номері Science Advances.
ДЛЯ ФОТОНІКИ ТА ІНШОГО
«Ми помітили, що двовимірні перовскіти дуже стабільні при кімнатній температурі, мають високу енергію зв’язку екситонів і квантову ефективність», — описує перший автор публікації Кароліна Лемпіцка-Мірек, докторант факультету фізики Варшавського університету (FUW ).
Як додають дослідники, цитовані в прес-релізі, ці особливі властивості можуть бути використані в дизайні ефективних і нетрадиційних джерел світла. Тому перовскіти можна використовувати у фотоніці. У майбутньому в оптичних системах вони будуть використовуватися для обробки інформації з високою енергоефективністю.
Фотонну структуру, розроблену вченими, можна використовувати в оптичних нейроморфних мережах, де необхідний точний контроль нелінійних властивостей фотонів.
МОЖЛИВІ ЕКСПЕРИМЕНТИ В ОПТИЧНІЙ КОЛІРНІ
Вченим вдалося створити систему, в якій екситони були сильно зчеплені в двовимірному перовскіті з фотонами, захопленими фотонною структурою подвійного заломлення у вигляді двовимірної оптичної порожнини, заповненої рідким кристалом. Випробувані заглиблення були виготовлені у Військовому технологічному університеті.
«Створення поляритонної смуги з ненульовою кривизною Беррі стало можливим завдяки конструкції спеціального закручення молекул рідкого кристала на поверхні дзеркал», – пояснює співавтор дослідження д-р. Віктор Пєчек, проф. ВАТТ.
ЗБУДУЮЧІ ЕКЗИТОННІ ПОЛЯРИТОНИ
Як пояснив д-р. Барбара П’єтка, проф. UW, в такому режимі утворюються нові квазічастинки: екситонні поляритони. Вони відомі насамперед можливістю фазового переходу до нерівноважного бозе-ейнштейнівського конденсату, утворенням надплинних станів при кімнатній температурі та потужним випромінюванням світла, подібного за своєю природою до лазерного.
Система виявилася ідеальною платформою для створення фотонних енергетичних смуг з ненульовою кривизною Беррі. Його також використовували для вивчення оптичних спін-орбітальних ефектів. Вони імітували ефекти, які раніше спостерігалися у фізиці напівпровідників при кріогенних температурах.
«У цьому випадку ми відтворили спін-орбітальний зв’язок типу Рашби-Дрессельхауза в режимі сильного зв’язку світло-матерія при кімнатній температурі», – пояснює Матеуш Кроль, докторант FUW.
В останні роки було проведено багато новаторських експериментів із розробки та вивчення геометричних і топологічних властивостей енергетичних зон в ультрахолодних атомних газах і фотоніці.
Розроблена в рамках цієї роботи фотонна структура з використанням спін-орбітального зв’язку та властивостей поляритонів відкриває шлях до вивчення топологічних станів світла при кімнатній температурі, резюмував доктор. Яцек Щитко, проф. UW.
Міжнародна група вчених провела дослідження за підтримки, зокрема грантами NCN, NAWA, Горизонт 2020 та «ТопоСвітло».
PAP – Наука в Польщі
kol / agt /
