Nanooscillatorer synkroniseret med lys

(Phys.org) – Synkroniseringsfænomener er overalt i den fysiske verden – fra døgnrytmer til side-by-side pendulure koblet mekanisk gennem vibrationer i væggen. Forskere har nu demonstreret synkronisering på nanoskala, bruger kun lys, ikke mekanik.

To små mekaniske oscillatorer, suspenderet kun nanometer fra hinanden, kan tale med hinanden og synkronisere ved hjælp af intet andet end lys, ifølge ny forskning offentliggjort 5. december i Fysiske anmeldelsesbreve .

Arbejdet er et samarbejde mellem Michal Lipsons forskningsgrupper, lektor i el- og computerteknik, og Paul McEuen, Goldwin Smith professor i fysik, begge medlemmer af Kavli Instituttet ved Cornell for Nanoscale Science. Undersøgelsen er omtalt på tidsskriftets forside og som et "redaktørforslag, "og avisens første forfatter er Mian Zhang, en kandidatstuderende inden for anvendt og teknisk fysik.

Lipsons gruppe havde tidligere fastslået, at de optiske egenskaber af en siliciumnitridstruktur i nanoskala kan manipuleres med lys. Zhang og kolleger tog denne opdagelse et skridt videre ved at demonstrere, at to forskellige mikromekaniske oscillatorer placeret i et vakuum, hver en hårsbredde i diameter og med en afstand på 400 nanometer fra hinanden, kan synkroniseres i både fase og frekvens gennem kobling medieret udelukkende af et optisk strålingsfelt.

Forskerne demonstrerede at tænde og slukke for denne kobling samt at indstille deres frekvenser, takket være etablerede mikrofotonikteknikker, der styrer det optiske strålingsfelt, sagde Zhang.

Robustheden af ​​dette fænomen kan betyde et væld af nye fotoniske egenskaber i nanoskala, siger forskerne. For eksempel, de kunne bruges i tunede oscillatornetværk til sensing, signalbehandling og integrerede kredsløb i nanoskala.

Arbejdet blev delvist finansieret af Center for Nanoscale Systems, en Integrative Graduate Education Research and Traineeship, og Cornell NanoScale Science and Technology Facility, som alle er støttet af National Science Foundation.