RIKEN tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Üç fərqli dalğa uzunluğunda işığın altında görünən ferroelektrik maye kristallarının damcısı. Müəllif: Wiley-VCH GmbH

RIKEN tədqiqatçıları dairəvi polyarlaşdırılmış işığın elektromaqnit sahəsinin fırlanma istiqamətini gərginlik tətbiq etməklə asanlıqla tərsinə çevirə biləcəyini nümayiş etdiriblər. Bu, dairəvi polyarlaşdırılmış işığa əsaslanan yeni nəsil optik cihazların yaradılmasına imkan verə bilər. Əsər Advanced Materials jurnalında iki məqalədə dərc olunub .

Dairəvi qütbləşmənin əhəmiyyəti nədir

Polyarlaşdırılmış günəş eynəkləri tək istiqamətdə polyarlaşan işıq yaradır. Lakin bəzi xüsusi cihazlar işıq yayıldıqca fırlanan polyarlaşma ilə işıq yarada bilər. Belə dairəvi polyarlaşan işıq spektroskopiya, peyk rabitəsi, stereoskopiya və mikroskopiya da daxil olmaqla bir çox tətbiq üçün faydalıdır.

Bəzi tətbiqlər üçün dairəvi polyarlaşdırılmış işığı saat əqrəbi istiqamətində və saat əqrəbinin əksi istiqamətində dəyişdirmək faydalı olardı. Lakin, bu istiqamət molekulyar quruluşa bağlıdır. Materialın xirallığı kimi tanınan bu xüsusiyyət dairəvi polyarlaşdırılmış işığı yaratmaq üçün istifadə olunur. Bunun isə əksinə işləməsi çox enerji tələb edir.

Spiral maye kristallar və kirallıq

Spiral maye kristallar təbii olaraq dairəvi polyarlaşdırılmış işıq yaradır və bu da onları kirallıq nəzarəti üçün cəlbedici edir. Məsələ ondadır ki, qonşu molekullar bu spirallarda bir-birini o qədər möhkəm tutur ki, elektriklə əl hərəkətini tərsinə çevirmək demək olar ki, mümkün deyil.

RIKEN Təcili Maddə Elmləri Mərkəzindən Hiroya Nişikava və həmkarı Fumito Araoka, tətbiq olunan gərginliyə cavab verən materiallar olan ferroelektrik maye kristallarla işləyirlər. Əvvəllər onlar şüşə elementlərin əks səthlərinə polimer mikro yivləri sürtməklə bu materiallara burulmalar tətbiq etməyin bir yolunu tapmışdılar.

Nişikava bu xarici burulmanın təbii olaraq daxili spirallara malik materiallarla birləşə biləcəyini anladı. “Xarici və daxili kiralliklərin necə qarşılıqlı təsir göstərəcəyini və hansı iyerarxik burulma sahəsinin yarana biləcəyini düşünürdük”, – deyə o izah edir.

İyerarxik strukturun qurulması və dəyişdirilməsi

Bunu sınaqdan keçirmək üçün Nişikavanın komandası molekulların öz-özünə bir neçə yüz nanometrlik addımla spiral əmələ gətirdiyi yeni kəşf edilmiş bir fazadan istifadə etdi. Onlar bu materialı əks sürtülmüş səthləri olan hüceyrələrə yerləşdirdilər. Nəticə: mikromiqyaslı səth qıvrımlarının içərisində yerləşən nanoskal molekulyar spirallardan ibarət iyerarxik bir quruluş .

Sürtünməyə perpendikulyar elektrik sahələrinin tətbiqi kaskada səbəb oldu. Ultra aşağı elektrik sahələrində material sol əlli işığı udmaqdan sağ əlli işığı udmağa doğru dəyişdi – bu da səthin burulmasının tərsinə çevrildiyini və molekulyar spiralları yeni istiqamətlərə çəkdiyinin sübutudur.

Nişikava qeyd edir ki, “Belə bir fenomen tək bir kiral mənbəyi ilə əlçatmazdır”.

Gözlənilməz ikili optik funksionallıq

Sahənin paralel düzülüşə keçirilməsi tamamilə fərqli bir effekt yaratdı. Material, difraksiya barmaqlıqları kimi fəaliyyət göstərən və işığı prizma kimi komponent rənglərinə ayıran dövri zolaqlı naxışlar inkişaf etdirdi.

Bu ikili funksionallıq — bir həndəsədə xirallıq dəyişməsi, digərində difraksiya nəzarəti — iyerarxik strukturdan nəzəriyyənin proqnozlaşdırmadığı şəkildə ortaya çıxdı. Hər iki rejim ultra aşağı gərginliklərdə dəyişir, sürətlə reaksiya verir və enerji olmadan yaddaşı saxlayır.

Tətbiqlər enerjiyə qənaət edən geyilə bilən displeylərdən tutmuş kvant cihazları üçün çip üzərində dairəvi polyarlaşdırılmış işıq mənbələrinə qədər dəyişə bilər.

Nişikava deyir ki , “Ən əsası, bu, kirallığa əsaslanan fotonik funksiyaların toplu sistemlərdə elektriklə dəyişdirilə biləcəyini nümayiş etdirir. Bu, optik cihazların dizayn sahəsini əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirir.”