Mançester Universiteti tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləris-SNOM həyəcanlandırıcı və ölçmə fonon polaritonlarının sxematik təsviri (yuxarıda) və gipsdə kəsici fonon polaritonlarının topoloji keçidi (aşağıda). Kredit: Mançester Universiteti

Mançester Universiteti və Ovyedo Universitetinin Milli Qrafen İnstitutunun tədqiqatçıları tərəfindən Science Advances jurnalında dərc edilən yeni bir araşdırma , gips və təbaşir tikintisində istifadəsi ilə daha yaxşı tanınan bir mineral olan gipsdə işığın əvvəllər görünməmiş davranışını ortaya qoydu.

Komanda materialın iki ölçülü formasında kəsici fonon polaritonu kimi tanınan nadir dalğa növünü aşkar etdi. Fonon polaritonları işığın müəyyən kristallarda atom vibrasiyası ilə qarşılıqlı əlaqəsi zamanı yaranan yüngül maddə hibrid dalğalarıdır. Onlar qeyri-adi yollarla materiallardan keçə və işığı çox kiçik həcmlərə cəmləyə bilərlər.

Bu araşdırmada tədqiqatçılar tapdılar ki, gipsin nazik təbəqələrində bu dalğalar topoloji keçiddən keçir, hiperbolik davranışdan elliptik davranışa keçərək unikal kanallaşdırılmış vəziyyətdən keçir.

Bu keçid elm adamlarına işığın materialda necə yayıldığını tənzimləməyə imkan verir.

“Əvvəlki tədqiqatlarda kəsici fonon polaritonları ilə bağlı tədqiqatlar hiperbolik rejimdə kütləvi kristallarla məhdudlaşmışdı. Tədqiqatımızda biz bu ilkin tapıntıları 2 ölçülü materialda kəsmə polaritonları ilə tamamlamağı hədəflədik” dedi tədqiqata rəhbərlik edən doktor Pablo Diaz Núñez.

“Və diqqətəlayiq haldır ki, biz gipsdəki kəsici fonon polaritonlarının aralarındakı kanalizasiya ilə hiperbolikdən elliptik yayılmaya topoloji keçidi dəstəklədiyini aşkar etdik.”

Dr. Díaz Núñez əlavə etdi: “Üstəlik, biz işığı dalğa uzunluğundan iyirmi beş dəfə kiçik bir məkanla məhdudlaşdıra bildik və onu vakuumdakı sürətinin yalnız bir hissəsinə qədər yavaşlata bildik. Bu, nanomiqyasda işığı manipulyasiya etmək üçün yeni imkanlar açır.”

Tədqiqat həm də kristal simmetriyanın rolunu vurğulayır. Gips aşağı simmetriyaya malik materiallar sinfinə, xüsusən də asimmetrik işığın yayılmasına və enerji itkisinə səbəb olan monoklinik kristal sisteminə aiddir, kəsmə polaritonlarının mərkəzi xüsusiyyətləri.

Bu tapıntılar fonon qütblərinin yayılmasının fundamental tədqiqatlarından kənara çıxır və adi optikanın hüdudlarından kənarda istilik idarəetmə, hissetmə və görüntüləmə kimi işığın dəqiq nəzarətinə əsaslanan sahələrdə gələcək inkişafı dəstəkləyə bilər. Bundan əlavə, tədqiqat gipsi qeyri-Hermit fotonikası kimi inkişaf etməkdə olan sahələrdə qabaqcıl fotonik konsepsiyaları araşdırmaq üçün yeni bir platforma kimi təqdim edir.

Daha çox məlumat: Pablo Díaz-Núñez və başqaları, Gips nazik filmlərində topoloji kəsmə polaritonlarının vizuallaşdırılması, Elmdə irəliləyişlər (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adw3452

Jurnal məlumatı: Elmin inkişafı 

Mançester Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir