Oprettelse af en ultrahurtig optoelektronisk switch ved hjælp af et Bose-Einstein-kondensat af polaritoner

Et team af forskere tilknyttet et væld af institutioner i Kina har udviklet en ultrahurtig optoelektronisk switch ved hjælp af et Bose-Einstein-kondensat af polaritoner. De offentliggjorde deres arbejde i tidsskriftet Physical Review Letters .

Efterhånden som videnskabsmænd leder efter måder at skabe hurtigere enheder, er de blevet til lys som et informationsoverførselsmedium i stedet for elektroner. For at skabe sådanne enheder skal der udvikles switches, der kan håndtere det hurtigere medium, der opererer ved optiske frekvenser. I denne nye indsats har forskerne designet og bygget netop sådan en switch - en, der giver mulighed for behandling i terahertz-området.

For at bygge deres nye switch så forskerne på polaritoner som en switch-mekanisme. Polaritoner er kvasipartikler, der kan laves ved hjælp af fotoner og excitoner, og de kan bruges til at skabe Bose-Einstein-kondensater, der består af partikler, der eksisterer i en enkelt kvantetilstand. Polaritoner udsender lys, som er en nødvendig del af en optisk kontakt. Forskerne bemærkede, at et Bose-Einstein-kondensat fremstillet ved hjælp af polaritoner kunne fungere som en polaritonlaser, en anden nyttig funktion i en optisk switch. Forskerne bemærkede også, at nogle halvledere, såsom zinkoxid, kan holde excitoner ved stuetemperatur, en meget praktisk funktion.

For at skabe deres switch begyndte forskerne med en prøve af zinkoxid, hvori der eksisterede mikrohulrum. Affyring af en ultraviolet pumpeimpuls mod et hulrum i nogle få femtosekunder resulterede i et lysglimt fra Bose-Einstein-kondensatet indeni, som varede lige så længe. Endnu vigtigere, at slukke for laseren resulterede i at slukke lysglimt meget hurtigt - 1.000 gange hurtigere end andre optoelektriske kontakter. Dette skyldtes den hurtige udryddelseshastighed for polariton-populationen. Den tid, det tager en optisk kontakt at tænde og slukke og omvendt, udgør en af ​​dens vigtigste egenskaber, og hastigheden for denne nye enhed viste sig at være adskillige størrelsesordener bedre end andre polariton-switche, der er blevet udviklet indtil videre :Godt nok til at placere enheder, der bruger sådan en switch, i terahertz-området. + Udforsk yderligere

Fysikere demonstrerer polariton Bose-Einstein kondensation ved hjælp af en plan bølgeleder

© 2022 Science X Network