Ingrid Fadelli , Phys.org

Robert Egan tərəfindən redaktə edilmişdir

 Redaktorların qeydləriSOH boş yer modulatorumuzun sxematik təsviri. Yansıtılan işığın intensivliyi ∣E _r (t)∣ ^{2 xarici gərginlik V} _ext (t) vasitəsilə yüksək sürətlə modulyasiya edilə bilər . Kredit: Təbiət Nanotexnologiyası (2025). DOI: 10.1038/s41565-025-02000-4

Metasəthlər elektromaqnit dalğaları ilə güclü qarşılıqlı əlaqədə olan və işığı diqqətəlayiq bir dəqiqliklə idarə edə bilən ikiölçülü (2D), nano-mühəndisli səthlərdir. Bu ultra nazik təbəqələr optik fotonik, hissetmə və rabitə sistemləri də daxil olmaqla geniş spektrli qabaqcıl texnologiyaların işlənib hazırlanması üçün istifadə edilə bilər.

Elektromaqnit reaksiyası real vaxt rejimində dinamik şəkildə tənzimlənə bilən aktiv metasəthlər qabaqcıl real dünya tətbiqləri üçün, xüsusən də yenidən konfiqurasiya edilə bilən antenaların, yüksək həssas sensorların və digər adaptiv sistemlərin inkişafı üçün xüsusilə perspektivlidir. Bu metasəthlər həmçinin optik modulyatorlar, işığın intensivliyini və ya fazasını tənzimləyən qurğular kimi xidmət edə bilər və beləliklə, işıq şüaları üzərində məlumatın kodlaşdırılmasına imkan verir.

Mühəndislər son bir neçə il ərzində müxtəlif metasəth əsaslı optik modulyatorlar təqdim etsə də , indiyə qədər hazırlanmış cihazların əksəriyyəti işləmək üçün yüksək gərginlikli elektrik siqnallarını tələb edir. Bu o deməkdir ki, onların əsaslandığı metasəthlərin optik reaksiyasını nəzərəçarpacaq dərəcədə dəyişmək üçün istifadəçilər onlara güclü elektrik sahəsi tətbiq etməlidirlər.

Tokio Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda silikon nanostrukturları çox aşağı gərginliklərdə işığı modulyasiya edə bilən üzvi elektro-optik təbəqə ilə birləşdirən yeni hibrid metasəth təqdim ediblər. Nature Nanotechnology jurnalında dərc olunan məqalədə təqdim edilən bu perspektivli metasətdən yeni aşağı güclü və yüksək sürətli optik texnologiyaların hazırlanması üçün istifadə oluna bilər .

Qo Soma, Koto Ariu və onların həmkarları öz məqalələrində “Elektro-optik materialları özündə birləşdirən aktiv metasəthlər optik rabitə, hissetmə və hesablama da daxil olmaqla geniş tətbiqlər üçün böyük vədlər göstərən yüksək sürətli boş məkan optik modulyatorlarına imkan verir”.

“Bununla belə, metasəthlərdə məhdud işıq-maddə qarşılıqlı uzunluqları qənaətbəxş modulyasiyaya nail olmaq üçün adətən onlarla voltdan çox yüksək sürmə gərginliyi tələb edir. Biz dimerləşdirilmiş ızgara əsaslı nano strukturlara malik silikon-üzvi-hibrid metasəthlərə əsaslanan aşağı gərginlikli, yüksək sürətli boş məkan optik modulyatorlarını təqdim edirik.”

Qeyd edək ki, Soma, Ariu və onların həmkarları tərəfindən hazırlanmış hibrid metasəth, mövcud tamamlayıcı metal-oksid-yarımkeçirici (CMOS) cihazlarının nanofabrikasiya prosesləri ilə uyğun gəlir, yəni mövcud cihazlarla birləşmək və real dünya parametrlərində yerləşdirmək daha asan ola bilər. Metasurface diqqətlə hazırlanmış nanostrukturlarda işığı effektiv şəkildə məhdudlaşdırır və bu, nəticədə onun modulyasiya imkanlarını artırır.

İlkin sınaqlarda metasəthin işləmək üçün aşağı gərginliklər tələb edərkən işığı nəzərəçarpacaq sürətlə modulyasiya etdiyi aşkar edildi. Buna görə də, əvvəllər hazırlanmış metasəth əsaslı optik modulyatorlarla müqayisədə, komandanın metasəthi enerji istehlakını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.

Müəlliflər “Yüksək Q-rezonans rejimindən istifadə etməklə, normal olaraq düşən işıq, üzvi elektro-optik materialla daxil edilmiş submikrometr miqyaslı silikon yuva bölgəsində effektiv şəkildə tutulur”. “Nəticədə, yalnız 0,2 V və 1 V sürücülük gərginliyi ilə 50 Mbps və 1,6 Gbps məlumatların ötürülməsinə imkan verən yüksək səmərəli modulyasiya əldə edilir. Bu metasəth modulyatorları artıq CMOS-a uyğun gərginlik səviyyələrində işləyə bilər və bu, aktiv metasəthin enerjiyə qənaət edən yüksək sürətli praktik tətbiqlərinə imkan verir.”

Gələcəkdə Soma, Ariu və onların əməkdaşlarının son işi müxtəlif texnologiyaların daha da irəliləməsinə, məsələn, yeni yüksək sürətli rabitə və hissetmə sistemlərinin inkişafına imkan yarada bilər. Digər tədqiqat qrupları bu araşdırmadan ilham ala və optik modulyatorların enerji səmərəliliyini artırmaq üçün oxşar nanoemhəndislik strategiyalarını araşdıra bilər.

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış , Robert Eqan tərəfindən redaktə edilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Go Soma və digərləri, Subvolt yüksək sürətli boş məkan modulyatoru elektro-optik metasəthi, Təbiət Nanotexnologiyası (2025). DOI: 10.1038/s41565-025-02000-4 .

Jurnal məlumatı: Təbiət Nanotexnologiyası 

© 2025 Science X Network