Исследователи объединили специально разработанные полупроводниковые слои с метаповерхностью для повышения эффективности нелинейного преобразования света.
Читайте далее: Новый композитный материал может упростить переработку поездов и самолетов.
Исследователи разработали крошечное полупроводниковое устройство, способное изменять частоту, или цвет, света гораздо эффективнее, чем традиционные конструкции, что потенциально позволит уменьшить размеры компонентов, используемых в телекоммуникациях и квантовых технологиях.
Устройство сочетает в себе специально разработанные полупроводниковые слои с наноразмерной метаповерхностью. Вместе они концентрируют и контролируют свет внутри материала, создавая эффективный нелинейный оптический отклик, в три порядка превышающий отклик неструктурированной пластины.
Данная работа решает давнюю проблему в фотонике. Преобразование частоты позволяет преобразовывать один цвет света в другой, но традиционные системы часто зависят от таких материалов, как ниобат лития или арсенид галлия, и их сложно сделать компактными и масштабируемыми.
Вместо этого исследователи разработали материал и оптическую структуру одновременно. Это позволило им контролировать электронные свойства полупроводника, электромагнитные поля и геометрию устройства для улучшения преобразования света на определенных длинах волн.
Управление светом в наномасштабе
Команда создала полупроводник из арсенида галлия и арсенида алюминия-галлия, расположив эти материалы в сверхтонких слоях, известных как многоквантовые ямы. Эти слои были спроектированы таким образом, чтобы создавать электронные энергетические уровни, усиливающие взаимодействие между светом и материей.
Затем исследователи добавили на поверхность массив крошечных наностолбиков. Полученная метаповерхность формирует и концентрирует электромагнитное поле внутри полупроводника, увеличивая интенсивность света, взаимодействующего с материалом.
Больше новостей из мира инноваций
Посмотреть все 
Искусственный интеллект и робототехника: вот почему будущее кирпичной кладки может быть связано с роботами.
Sourse: interestingengineering.com
