Araştırmacılar foton-fonon atılımını duyurdu

City College of New York ekibi tarafından yapılan yeni araştırma, maddenin iki farklı durumunu birleştirmenin yeni bir yolunu ortaya çıkardı. İlk kez, topolojik fotonlar – ışık – yayılımlarını güçlü ve kontrol edilebilir bir şekilde manipüle etmek için fononlar olarak da bilinen kafes titreşimleriyle birleştirildi.

Çalışma, sürekli deformasyonlar altında geometrik bir nesnenin parçalarını değiştirirken sabit kalan, korunan nicelikler (topolojik değişmezler) hakkındaki matematiksel topoloji alanının temel fikirlerinden yararlanan, fotonikte ortaya çıkan bir eğilim olan topolojik fotonik kullandı. Bu tür sabitlerin en basit örneklerinden biri, örneğin topolojik bir bakış açısından çörek ve bardağı eşdeğer yapan deliklerin sayısıdır. Topolojik özellikler, fotonlar yayılmaları sırasında döndüklerinde, kusurlara karşı sağlamlık ve topolojik olarak farklı malzemeler arasındaki arayüzler boyunca tek yönlü yayılma gibi benzersiz ve beklenmedik özelliklerle sonuçlanan fotonlara kiralite sağlar. Kristallerdeki titreşimlerle etkileşimler sayesinde bu kanallı sarmal fotonlar daha sonra kullanılabilir. kızılötesi ışık titreşimler ile.

Bu çalışmanın sonuçları geniştir, özellikle araştırmacıların moleküllerin titreşim modellerini belirlemek için kullanılan bir Raman spektrometresi geliştirmesine izin verir. Araştırma aynı zamanda titreşim spektroskopisi için de umut vaat ediyor. kızılötesi spektrometre– kızılötesi radyasyonun madde ile etkileşimini absorpsiyon, emisyon veya yansıma yoluyla ölçen. Bu daha sonra çalışma, tanımlama ve karakterizasyon için kullanılabilir. kimyasallar.

“Helisel fotonları, kılcal titreşimler içinde altıgen bor nitrürNew York’taki Grove Mühendislik Okulu’na bağlı baş yazar ve fizikçi Alexander Khanikev, yeni bir hibrit malzemenin yaratılmasına fonon-polaritonlar olarak atıfta bulunulduğunu söyledi. bir ışık Ve titreşimlerin yarısı. Kızılötesi ışık ve kafes titreşimleri ısı ile ilgili olduğundan, ışık ve ısının birlikte yayılması için yeni kanallar oluşturduk. Normalde retina titreşimlerini kontrol etmek çok zordur ve onları kusurlara ve keskin köşelere yönlendirmek daha önce imkansızdı.”

Yeni metodoloji, ısının elektromanyetik dalgalar yoluyla dağıtıldığı bir enerji transferi biçimi olan vektörel ışınımlı ısı transferini de uygulayabilir.

Profesör Khanekiv’in grubundaki doktora sonrası araştırmacı ve makalenin ilk yazarı Dr. Sriram Gudala ekledi. “Bu yöntem aynı zamanda, sadece gelen lazer ışınının polarizasyonunu değiştirerek, bu kanallar boyunca titreşimlerin yayılma yönünü ileri veya geri değiştirmemize izin veriyor. İlginç bir şekilde, fonon-polaritonların yayılmasıyla, titreşimler de bu şekilde elektrik akımı, retikülün titreşimlerini yönlendirmek ve döndürmek için yepyeni, bu da onu sarmal hale getiriyor.”

Çalışma, “Yüzey-Kızılötesi Yüzeylerde Topolojik Fonon-Polariton Dönüşümü” başlıklı dergide yayınlandı. Bilim.