فراماده‌ای که از سرعت رایانه‌ها پیشی می‌گیرد

گروهی از دانشمندان موسسه فیزیک و تکنولوژی مسکو و مؤسسه فیزیک نظری آکادمی علوم روسیه فراماده یا متاماده‌ای دو بعدی طراحی کرده‌اند که از عناصر نقره تشکیل شده است و نور را به صورت غیرمعمولی منکسر می‌کند.

کد خبر: ۹۶۷۸۵

تاریخ: ۱۶ دی ۱۳۹۴ - ۱۴:۳۵

نتایج مدلسازی‌های کامپیوتری نشان داد که این ماده می‌تواند عملکرد بسیار خوبی برای نورهایی در طول موج 400 تا 500 نانومتر داشته باشد که شامل نور بنفش، آبی و آبی روشن است.

کارایی در این حالت به صورت درصد نوری که در جهت دلخواه منتشر می‌شود تعیین می‌شود. کارایی این فراماده در انکسار نور 70 درصد و در بازتاب نور برابر با 80 درصد است. به طور نظری این ماده حتی می‌تواند کارایی صد در صدی داشته باشد، اما در عمل بخشی از آن به علت مقاومت هدر می‌رود.

متاماده ماده‌ای است که خصوصیات آن به طور مصنوعی ایجاد شده است. پسوند متا به این معنی است که خصوصیات ماده جدای از آن چیزی است که ما معمولا در طبیعت مشاهده می‌کنیم. معمولا وقتی درباره متامواد صحبت می‌کنیم، به معنای موادی است که شاخص انکسار منفی دارند. وقتی نور به سطح چنین اجسامی برخورد می‌کند، نور را در جهت مخالف مواد عادی منکسر می‌کند. تفاوت میان رفتار خود در محیطی با شاخص انکسار منفی و مثبت قابل مشاهده است، درست مثل وقتی که یک میله در داخل مایع قرار داده می‌شود.

نتایج به دست آمده از این تحقیق می‌تواند برای کنترل سیگنال‌های نوری در ابزارهای فوق‌العاده متراکم مورد استفاده قرار بگیرد. در این مطالعه در خصوص استفاده از این مواد در تکنولوژی‌های پردازش اطلاعات و انتقال نور کار شده است که به تسهیل پردازش‌های کامپیوتری در آینده کمک خواهد کرد.

اتصالات الکترونیکی معمولی که در تراشه‌های جدید مورد استفاده قرار می‌گیرند ظرفیت حمل محدودی دارند و این مانع از رشد بیشتر عملیات محاسباتی می‌شود. برای این که بتوانیم اتصالات الکترونیکی را با نوری جایگزین کنیم، باید بتوانیم سیگنال‌های نوری را به طور موثر در مقیاس نانو کنترل کنیم. به منظور حل این مشکل تلاش محققان این است ساختارهایی تولید کنند که بتواند جهت نور را در راستای دلخواه تغییر دهد.

نمایش آزمایشی پراکنش غیرعادی نور با استفاده از این ماده نیازمند دستکاری لوله‌های نرم فلزی است که با فاصله بسیار اندک در حد 10 نانومتر از هم جدا شده‌اند. خود این فرآیند، یک مشکل عملی است که حل آن می‌تواند بسیاری از مسائل فوتونیک جدید را برطرف کند.

این مقاله در مجله Optical Material Express منتشر شده است.