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



Nordic Quick Systems grundare, från vänster Niclas Granström, Nicklas Jadinge och Sammy Pergament.
Nordic Quick Systems grundare, från vänster Niclas Granström, Nicklas Jadinge och Sammy Pergament.

5 miljoner till smarta kedjehjul – kan bli ny branschstandard

Nordic Quick Systems, som har utvecklat ett kedjehjul med roterbara och utbytbara slitagedelar, har genomfört en nyemission för att snabbt kunna göra sin patenterade lösning till...

Läs mer
Hexagon
Ett monoskikt MgB2H. Boratomer (gröna) bildar ett hexagongitter som grafen. Magnesiumatomer (orange) befinner sig därunder och i mellan sex boratomer. Väteatomer (vita) befinner sig under och i mellan tre Mg-atomer.

Nytt supraledande tvådimensionellt material upptäckt

Supraledande material kan leda ström helt utan energiförluster. Hö...

Läs mer
ARmaskinservice 550

Castrol introducerar en återvinningsbar rengöringsvätska för metallbearbetning

Den återvinningsbara rengöringsvätskan Castrol Techniclean XBC för metallbearbetning minskar avfall, förbättrar hållbarhet och bidrar till den cirkulära ekonomin

Castrol, världsledande tillverkare av smörjmedel, har introducerat sin första å...

Läs mer
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.

Ljusdosan som öppnar nya dörrar i nanovärlden

Chalmersforskare har upptäckt ett helt nytt sätt att fånga, förstärka och...

Läs mer
Skådespelaren Ellen Bergström introducerar nya i tillverkningsindustrin om risker och säkerhet på arbetsplatsen.

Så får sommarjobbare och nya i industrin koll på risker

Som nyanställd eller sommarjobbare i industrin är det mycket nytt att hålla koll...

Läs mer

Telfa breddar sitt sortiment av Fatpumpar

Från 1 juni ökar Telfa AB sitt fokus på fatpumpar, genom att erbjuda hela Flux sortiment av pumpar.

Med över 40 års erfarenhet är Telfa AB en ledande leverantör av pumpar till...

Läs mer

Uddeholm banar väg för framtidens hållbara plastindustri

Uddeholm Tyrax ESR används vid tillverkning av eko-förpackningar till kosmetikaprodukter.

Den 23 maj lanserades Uddeholm Tyrax ESR globalt. Stålsorten ska användas i...

Läs mer

Dustcontrol lanserar ett effektivt utsugningssystem för livsmedelsbranschen

Systemets föravskiljare gör det även möjligt för livsmedelsproducenter att återanvända material som sorterats ut, exempelvis gryn, mjöl, kryddor eller andra torrvaror

Hygienkraven inom livsmedelsindustrin är mycket höga. Nu lanserar det svenska fö...

Läs mer


Ny generation av releasematerial optimerar lamineringen av RFID-inlägg

Ahlstrom-Munksjö lanserar Optilam, ett nytt banbrytande antistatiskt releasematerial som...

Läs mer

ebm-papst fläktserie AxiBlade utökas med fläktar i mindre storlekar


Låga ljudnivåer, energieffektivitet och en verkningsgrad som svarar upp mot...

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