Facebook

Instagram

Ljusdosan som öppnar nya dörrar i nanovärlden


2019-06-13

Med hjälp av en dosa byggd av staplade atomtunna lager av materialet wolframdisulfid (se atommodell) har chalmersforskare lyckats skapa en typ av rundgång där ljus och materia blir till ett.
Bild: Denis Baranov/Yen Strandqvist/Chalmers
Med hjälp av en dosa byggd av staplade atomtunna lager av materialet wolframdisulfid (se atommodell) har chalmersforskare lyckats skapa en typ av rundgång där ljus och materia blir till ett.

Chalmersforskare har upptäckt ett helt nytt sätt att fånga, förstärka och koppla ljus till materia på nanonivå. Med hjälp av en minimal dosa, byggd av staplade atomtunna material, har de lyckats skapa en typ av rundgång där ljus och materia blir till ett. Upptäckten, som nyligen publicerades i Nature Nanotechnology, öppnar nya möjligheter i nanofotonikens värld.

Fotonik handlar om hur ljus kan användas på olika sätt. Kommunikation genom optiska fibrer är ett exempel på fotonik, liksom tekniken bakom fotodetektorer och solceller. När fotonikkomponenterna är så små att de mäts i nanometer, kallas det för nanofotonik. För att tänja på gränserna för vad som är möjligt i det lilla formatet är framsteg inom grundforskningen avgörande. Chalmersforskarnas nyskapande ”ljusdosa” gör så att växlingarna mellan ljus och materia sker så snabbt att det inte längre går att skilja de två tillstånden åt. Ljus och materia blir till ett.

– Vi har skapat en hybrid som består av lika delar ljus och materia. Konceptet öppnar helt nya dörrar inom både grundforskning och tillämpad nanofotonik och det finns ett mycket stort vetenskapligt intresse för detta, säger Ruggero Verre, forskare på institutionen för fysik på Chalmers och en av författarna av den vetenskapliga artikeln.

Upptäckten är ett resultat av att Ruggero Verre och avdelningskollegorna Timur Shegai, Denis Baranov, Battulga Munkhbat och Mikael Käll har förenat två olika koncept på ett nyskapande sätt. Mikael Källs forskargrupp arbetar med så kallade nanoantenner som kan fånga in och förstärka ljus så effektivt som möjligt. Timur Shegais grupp forskar på en viss typ av atomtunna tvådimensionella material, så kallade TMDC-material, som påminner om grafen.

Det var genom att kombinera antennkonceptet med staplade tvådimensionella material som de nya möjligheterna skapades.

Forskarna använde sig av ett välkänt TMDC-material – wolframdisulfid – fast på ett helt nytt sätt. Genom att skapa en pytteliten resonanslåda – ungefär som klanglådan på en gitarr – fick de ljuset att uppföra sig på ett helt nytt sätt. Resonanslådan gör så att ljuset fångas in och studsar runt i en viss ”ton” inuti materialet, vilket gör att ljusenergin effektivt kan överföras till TMDC-materialets elektroner, och tillbaka igen. Man kan säga att ljusenergin vibrerar mellan de två olika tillstånden – ljusvågor och materia – samtidigt som den fångas in av och förstärks inne i dosan. Forskarna har lyckats förena ljus och materia extremt effektivt i en enda partikel med en diameter på bara 100 nanometer – alltså 0,00001centimeter.

Denna allt i ett-lösning är ett oväntat framsteg inom grundforskningen, men kan förhoppningsvis även bidra till mer kompakta och prisvärda lösningar inom tillämpad fotonik.

– Vi har lyckats visa att staplade lager av ett atomtunt material är högintressant för fotoniktillämpningar, till exempel fotodetektorer som vi jobbar med just nu. Eftersom detta är ett helt nytt sätt att använda materialet kallar vi det för ”TMDC-nanofotonik”. Jag är säker att forskningsområdet har en ljus framtid, säger Timur Shegai, biträdande professor på institutionen för fysik på Chalmers och en av artikelförfattarna.

Läs den vetenskapliga artikeln Transition metal dichalcogenide nanodisks as high-index dielectric Mie nanoresonators i Nature Nanotechnology.



Källa: Chalmers


Skriv ut



En helt ny värld av automation

Nu lanserar Bosch Rexroth en helt ny automationsplattform – ctrlX AUTOMATION. Med den nya plattformen bryter vi de traditionella gränserna mellan maskinstyrningssystem, IT och...

Läs mer
Hexagon
PFAS (per- och polyfluorerade alkylsyror) är en hel grupp av syntetiska ämnen som är vanligt förekommande i bland annat klädimpregnering, ytbehandling, rengöring och olika typer av släckskum.

Samarbete för att hantera PFAS-problematiken

PFAS används i dag i ett stort antal produkter runt om i världen. Exempelvis allvä...

Läs mer
ARmaskinservice 550


Interaktiv varningsväst ökar säkerheten

Nu lanserar Linde Material Handling ”Interactive Warning Vest” – en väst som...

Läs mer
Samuel Zayas (CTO) och Patrik Zayas (VD) har grundat WAVR Tech som utvecklat Zentnl.

Kläder och AI ska förebygga belastningsskador – Boliden först ut att testa

Belastningsskador är ett utbrett problem och svarar för en stor del av den ...

Läs mer

Senaste Shark-tappen ger hög säkerhet

Alla tappar i Dormer Pramets Shark Line har en färgring på skaftet som betecknar material-lämpligheten.

Dormer Pramet har utökat sitt Shark Line-program med ett nytt tappsortiment för hö...

Läs mer
Illustration från bokens framsida.

De utbildar ingenjörer om cirkulär produktion

Svensk produktion måste bli mer hållbar. Vi behöver minska energiåtgå...

Läs mer


Trend Micro lanserar nya säkerhetslösningar för den uppkopplade industrin

Trend Micro presenterar två nya säkerhetslösningar för den uppkopplade...

Läs mer
Appen Dreamjobber är utvecklad för att introducera nya medarbetare till arbetsplatsen, möjliggöra utveckling hos nuvarande personal genom både teoretiska och praktiska tester på olika kunskapsnivåer samt för att ge en överblick över rådande kompetens på företaget.

Industriföretag kompetenssäkrar med appen Dreamjobber

Gnosjö Automatsvarvning lanserar appen Dreamjobber där medarbetare kan utbilda sig i allt...

Läs mer
Emma Maria Kånåhols, bolagschef Hogia Industrial Systems.

Digital signering ökar säkerheten inom industrin

För att förebygga arbetsplatsolyckor inom tillverkningsindustrin är det viktigt att...

Läs mer
Linus Larsson, uppfinnare och CEO PulPac AB tillsammans med R&D personal.

Patenterad plastersättare görs globalt tillgänglig

– Vår innovation är tillgänglig för alla som vill vara med och rä...

Läs mer


Mest lästa























Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm

Kontakt
info(at)unicamedia.se
Annonsering
annons(at)unicamedia.se