Een team van onderzoekers verbonden aan een groot aantal instellingen in China heeft een ultrasnelle opto-elektronische schakelaar ontwikkeld met behulp van een Bose-Einstein-condensaat van polaritonen. Ze publiceerden hun werk in het tijdschrift Physical Review Letters .

Terwijl wetenschappers op zoek zijn naar manieren om snellere apparaten te maken, zijn ze overgegaan op licht als een medium voor informatieoverdracht in plaats van elektronen. Om dergelijke apparaten te maken, moeten er schakelaars worden ontwikkeld die het snellere medium aankunnen dat op optische frequenties werkt. In deze nieuwe poging hebben de onderzoekers precies zo'n schakelaar ontworpen en gebouwd - een die verwerking in het terahertz-bereik mogelijk maakt.

Om hun nieuwe schakelaar te bouwen, keken de onderzoekers naar polaritons als een schakelmechanisme. Polaritons zijn quasideeltjes die kunnen worden gemaakt met behulp van fotonen en excitonen, en ze kunnen worden gebruikt om Bose-Einstein-condensaten te creëren die bestaan ​​uit deeltjes die in een enkele kwantumtoestand bestaan. Polaritonen zenden licht uit, wat een noodzakelijk onderdeel is van een optische schakelaar. De onderzoekers merkten op dat een Bose-Einstein-condensaat gemaakt met polaritons zou kunnen werken als een polaritonlaser, een ander handig kenmerk van een optische schakelaar. De onderzoekers merkten ook op dat sommige halfgeleiders, zoals zinkoxide, excitonen bij kamertemperatuur kunnen vasthouden, een zeer handige functie.

Om hun schakelaar te creëren, begonnen de onderzoekers met een monster van zinkoxide, waarbinnen microholten bestonden. Het afvuren van een ultraviolette pomppuls op een holte voor een paar femtoseconden resulteerde in een lichtflits van het Bose-Einstein-condensaat binnenin, die even lang aanhield. Belangrijker nog, het uitschakelen van de laser resulteerde in het zeer snel uitschakelen van de lichtflits - 1000 keer sneller dan andere opto-elektrische schakelaars. Dit was te wijten aan de snelle uitsterving van de polaritonpopulatie. De tijd die een optische schakelaar nodig heeft om van aan naar uit en vice versa te schakelen, vormt een van de belangrijkste kenmerken, en de snelheid voor dit nieuwe apparaat bleek verschillende ordes van grootte beter te zijn dan andere polaritonschakelaars die tot nu toe zijn ontwikkeld :Goed genoeg om apparaten met zo'n schakelaar in het terahertz assortiment te plaatsen. + Verder verkennen

Natuurkundigen demonstreren polariton Bose-Einstein-condensatie met behulp van een vlakke golfgeleider

© 2022 Science X Network