Dolar 9,3183
Euro 10,8303
Altın 528,91
BİST 1.418
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 16 °C
Sağanak Yağışlı

MIT’nin Yeni Ayarlanabilir “Metasurface”i Optik İsviçre Çakısına Benzer

23.08.2021
51
MIT’nin Yeni Ayarlanabilir “Metasurface”i Optik İsviçre Çakısına Benzer

Tarafından

Bir silikon çip üzerine entegre edilmiş ve elektrikle etkinleştirilebilen, yaklaşık 100.000 nano ölçekli yapılarla desenli yeni MIT meta yüzeyinin veya düz optik cihazın yakından görünümü. Kredi: Fotoğraf Nezaket Yifei Zhang

Muazzam potansiyel uygulama yelpazesi.

İLE BİRLİKTE mühendisler ve meslektaşları, ayarlanabilir bir meta yüzeyde veya nano ölçekli yapılarla desenli düz optik cihazda, bir İsviçre çakısı ile karşılaştırdıklarını, pasif selefinin düz uçlu bir tornavida gibi tek bir araç olarak düşünülebileceğini bildirdiler. Çalışmanın anahtarı, ısıya tepki olarak atomik yapısını hızlı ve geri dönüşümlü olarak değiştiren ekip tarafından keşfedilen şeffaf bir malzemedir.

“Meta yüzeyleri hızlı bir şekilde yeniden yapılandırma yeteneğinin açtığı uygulamalar çok büyük” diyor. Doğa Nanoteknoloji. Zhang, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği (DMSE) Bölümü’nde yüksek lisans öğrencisidir. “Heyecanlıyız çünkü mevcut çalışma, bu meta yüzeyleri gerçek dünya uygulamalarına uygulamak için çeşitli engellerin üstesinden geliyor.”

Doç.Dr.Arka Majumdar diyor. Washington Üniversitesi, Seattle, bu uygulamalardan: “Tasavvur ediyorum [that] bu teknoloji, otonom otomobiller için optik sinir ağlarında, derinlik algılamada ve Lidar teknolojisinde devrim yaratabilir.” Majumdar araştırmaya dahil değildi.

Elektrik anahtarı

İçinde Doğa Nanoteknoloji MIT araştırmacıları, yeni metayüzeyin malzeme yapısını ve dolayısıyla optik özelliklerini tersine çevirmek için elektrik akımlarını kullanmayı anlatıyor. Geçmişte, gerekli ısıyı sağlamak için hacimli lazerler veya bir fırın kullandılar. Çalışmanın lideri ve Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Doçenti Juejun Hu, “Bu önemli çünkü artık tüm aktif optik cihazı elektrik anahtarıyla birlikte bir silikon çip üzerine entegre ederek minyatür bir optik platform oluşturabiliyoruz” diyor. DMSE’de.

Yifei Zhang

MIT Yüksek Lisans Öğrencisi Yifei Zhang, bir silikon çip üzerine entegre edilmiş ve elektrikle etkinleştirilebilen yaklaşık 100.000 nano ölçekli yapılarla desenlenmiş yeni meta yüzey veya düz optik cihazı elinde tutuyor. Kredi: Fotoğraf Nezaket Yifei Zhang

Ekip ayrıca, “platformu kullanan bir dizi ayarlanabilir optik işlevi” gösterdiğini de bildiriyor Hu. Bunlar, “malzemeyi farklı yönlere çevirerek” bir kiriş yönlendirme cihazını içerir. [internal] yapılarda, ışığı bir yöne karşı diğerine, ileri geri gönderebiliriz.” Hu, kendisinin ve meslektaşlarının gösterdiği cihazın hala oldukça ilkel olduğunu vurgulamasına rağmen, hüzmeli direksiyon kendi kendini süren arabaların anahtarıdır. “Bu daha çok bir prensip kanıtı.”

Zhang ve Hu’ya ek olarak, yeni makalenin yazarları MIT DMSE’den Junhao Liang, Bilal Azhar, Mikhail Y. Shalaginov, Skylar Deckoff-Jones, Carlos Rios ve Tian Gu; Lowell Massachusetts Üniversitesi’nden Clayton Fowler, Sensong An ve Hualiang Zhang; MIT Lincoln Laboratuvarı’ndan Jeffrey B. Chou, Christopher M. Roberts ve Vladimir Liberman; Central Florida Üniversitesi’nden Myungkoo Kang ve Kathleen A. Richardson ve Lockheed Martin Corporation’dan Clara Rivero-Baleine. Hu ve Gu ayrıca MIT’nin Malzeme Araştırma Laboratuvarı ile de bağlantılıdır.

Yeni Bir Malzeme

Faz değiştiren malzemeler (PCM’ler) ısıya tepki olarak yapılarını değiştirir. Ticari olarak yeniden yazılabilir CD ve DVD’lerde kullanılırlar. Hu’yu açıklıyor, “bir lazer ışını malzemenin yapısını amorftan kristale yerel olarak değiştirir ve bu değişiklik birleri ve sıfırları, yani dijital bilgileri kodlamak için kullanılabilir.”

Bununla birlikte, optik uygulamalar söz konusu olduğunda geleneksel PCM’lerin sınırlamaları vardır. Birincisi, onlar opaktır. Işığın geçmesine izin vermezler. Hu, “Bu, bizi optik cihazlar için şeffaf olan yeni bir faz değiştiren malzemeye bakmaya motive etti” diyor. Bu yılın başlarında ekibi, geleneksel bir PCM’ye başka bir element olan selenyumun eklenmesinin hile yaptığını bildirdi.

Germanyum, selenyum, antimon ve tellürden (GSST) oluşan yeni malzeme, yeni meta yüzeyin anahtarıdır. Meta yüzey, sırayla, sadece ince bir GSST filmi değil, yaklaşık 100.000 nano ölçekli yapılarla desenlenmiş sadece yaklaşık yarım milimetre karelik bir GSST filmi. Ve bunlar da, “Işığın yayılmasını kontrol etmenize izin verir. Böylece bu nanoyapıların bir koleksiyonunu örneğin bir merceğe dönüştürebilirsiniz” diyor Hu.

Harish Bhaskaran, Profesör Oxford Üniversitesi kim araştırmaya dahil değildi. Çalışmayı bir bütün olarak ve yeni makalede bildirilen ilerlemeler hakkında yorum yaptı:

“Bu çok önemli bir çalışma alanı çünkü bu tür ayarlanabilir metayüzeyler, yani nominal olarak ‘düz’ veya çok ince olsalar bile ışığın yansımasını modüle edebilen yüzeyler son derece ilginç. Elbette ışığı manipüle eden her şeyde kullanılan lenslerin hacmini önemli ölçüde azaltabilirler. [MIT’s] Düşük kayıplı (yani çok az ışık emen) faz değişim malzemelerinin kullanılması, bunu gerçeğe dönüştürmek için gerçek bir yol sağlar. Yazarlar ayrıca, elektrikle kontrol edilen ısıtıcıları kullanarak dinamik ayarı ilk gösterenler arasında yer alıyor.” (Aynı sayıda Doğa Nanoteknoloji Stanford’dan bir ekip ayrıca farklı bir yaklaşım kullanarak meta yüzeylerin elektrikli ısıtma ile kontrol edildiğini bildiriyor.)

göre Haberler ve Görüşler makalesi aynı sayıda Doğa Nanoteknoloji MIT ve Stanford’un ilerlemeleri hakkında, “bu çalışmalar ayarlanabilir PCM tabanlı metayüzeylerde bir atılım yapıyor.” Ancak News & Views yazarları, her iki yaklaşımın da sakıncaları olduğunu vurgulamaktadır.

Hu ekibi bu dezavantajlardan bazılarını ele alıyor. Örneğin, minyatür optik platformlarında kullanılan ısıtıcı şu anda metalden yapılmıştır. Ancak Hu, “Metaller optik için sorunludur, çünkü ışığı emerler” diyor. Şeffaf, silikondan yapılmış yeni bir ısıtıcı üzerinde çalışıyoruz” dedi.

Hu, ekibin daha sonra yeni bir uygulama için tasarladığı yeni bir malzemenin keşfedilmesiyle başladığı için çalışmayı genel olarak özellikle heyecan verici olarak nitelendiriyor. “Bu, malzeme yeniliğinden cihaz entegrasyonuna kadar uzanıyor, bence oldukça benzersiz.”

Referans: Yifei Zhang, Clayton Fowler, Junhao Liang, Bilal Azhar, Mikhail Y. Shalaginov, Skylar Deckoff-Jones, Sensong An, Jeffrey B. Chou, “Düşük kayıplı optik faz değişim malzemesi kullanılarak elektriksel olarak yeniden yapılandırılabilir uçucu olmayan metasurface”, Christopher M. Roberts, Vladimir Liberman, Myungkoo Kang, Carlos Ríos, Kathleen A. Richardson, Clara Rivero-Baleine, Tian Gu, Hualiang Zhang ve Juejun Hu, 19 Nisan 2021, Doğa Nanoteknoloji.
DOI: 10.1038 / s41565-021-00881-9

Çalışma, ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı ve ABD Hava Kuvvetleri tarafından desteklendi. Araştırmacılar ayrıca MIT Malzeme Araştırma Laboratuvarı, MIT Mikrosistem Teknoloji Laboratuvarları ve Harvard Üniversitesi Nano Ölçekli Sistemler Merkezi tarafından sağlanan tesislerin kullanımını da kabul ediyor.

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.