Teadlased proovivad nanostruktureeritud metamaterjalide abil valmistada uusi optilisi tehnoloogiaid, mis muudaksid võimalikuks üliefektiivse valgusedastuse ning mille võimalikud rakendused ulatuksid uutest fotoelementidest kuni kvantarvutiteni.
Pildil on kujutatud uut nanostruktureeritud metamaterjali, mille abil saab märgatavalt muuta valguse omadusi. Pilt: CUNY
Antud metamaterjal – hõbeda ja titaanoksiidi kihid koos tillukeste komponentidega, mida nimetatakse kvanttäppideks –muudab dramaatiliselt valguse omadusi. Valgus muutub ,,hüperboolseks,“ suurendades seejuures kvanttäppidest väljuva valguse hulka.
Selliseid materjale saaks rakendada päikesepaneelides, valgust kiirgavates dioodides ning praegustest arvutitest kordades võimsamates kvantinformatsiooni töötlusseadmetes, kirjutab Physorg.com.
,,Pinnatopoloogia muutmine metamaterjalide abil loob valguse manipuleerimiseks põhimõtteliselt täiesti uue viisi,“ lausus Evgenii Narimanov, Purdue Ülikooli kaasprofessor.
Selliste metamaterjalide abil saaks kasutada üksikuid footoneid – valguse pisikesi koostisosi – et valmistada tuleviku arvutite lülitusi ja ühendusi. Kuigi footonite kasutamine teeks arvutid ja telekommunikatsioonivahendid tunduvalt kiiremaks, ei saa praegu olemasolevate fotooniliste seadmete mõõtmeid vähendada, sest valguse lainepikkus on liiga suur, et mahtuda läbi mikroskeemide jaoks vajalike väikeste komponentide.
,,Näiteks on telekommunikatsioonis kasutatav lainepikkus 1,55 mikronit, mis on tänapäevase mikroelektroonika jaoks umbes 1000 korda liiga lai,“ selgitas Narimanov.
Nanostruktureeritud metamaterjalid võiksid aga võimaldada footonite suurust ning valguse lainepikkust vähendada, lubades seega uut tüüpi nanofotooniliste seadmete valmistamist.
Antud lähenemine võiks võimaldada teadlastel töötada välja tänapäeva arvutitest palju võimsamaid kvantinformatsioonisüsteeme. Sellised kvantarvutid kasutaksid ära nähtust, mida kirjeldab kvantseotuse (ingl k quantum entanglement) nime kandev teooria. Selle asemel, et kasutada olekuid üks ja null, leidub ka mitmeid vahepealseid ,,seotud kvantolekuid“.