Что может рассматриваться как самая маленькая в мире лампочка накаливания светит в инженерной лаборатории Университета Райса с обещанием достижения в области датчиков, Фотоника и, возможно, вычислительных платформ за пределы кремния.
Гурурадж Найк коричневого школы Райс инженерно-аспирант Хлоя Doiron собрали нетрадиционных «селективное термическое излучатели» — коллекции почти наноразмерных материалов, которые поглощают тепло и излучать свет.
Их исследование, сообщил в современные материалы, один-ИБП недавний метод, разработанный в лаборатории, которая использует углеродные нанотрубки, чтобы направить тепло от средне-инфракрасного излучения для повышения эффективности солнечных энергетических систем.
Новая стратегия сочетает в себе несколько известных явлений в уникальную конфигурацию, которая превращает тепло в свет, но в этом случае, система легко конфигурируется.
В основном, сказал Наик, исследователи сделали раскаленный добела источник света за счет разрушения одного элемента системы — светящиеся нити в лампочке-в два или более субъединиц. Смешивания и сопоставления субъединиц может дать система разнообразных возможностей.
«Предыдущая статья была о том, как сделать солнечные батареи более эффективными», — сказал Наик, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники. «На этот раз, прорыв в науке, чем приложение. В принципе, нашей целью было построить наноразмерные термальный источник света с особыми свойствами, как испуская при определенной длине волны, или испуская весьма яркий или новых государств тепловой свет.
«Раньше люди думали, что источником света, как только один элемент и попытались сделать лучшее из него», — сказал он. «Но мы ломаем источника в множество мелких элементов. Мы ставим суб-элементы вместе таким образом, что они взаимодействуют друг с другом. Один элемент может дать яркость; следующий элемент может быть настроена для обеспечения длины волны специфика. Мы разделяем бремя среди многих мелких деталей.
«Идея состоит в том, чтобы полагаться на коллективное поведение, а не только один элемент,» Найк сказал. «Разрывная нить на множество осколков дает больше степеней свободы для разработки функциональности».
Система опирается на неэрмитовы физики, квантово-механический способ описания «открытых» систем, которые рассеивают энергию-в этом случае тепло, а не сохранять его. В своих экспериментах, Наик и Doiron сочетании двух видов вблизи наноразмерных пассивных осцилляторов, которые электромагнитно сочетании при нагревании до 700 градусов по Цельсию. Когда металлический генератора излучаемого теплового свет, срабатывает в сочетании кремниевый диск, чтобы хранить свет и выпустить в нужном порядке, — сказал Наик.
Светоизлучающий выходного резонатора, сказал Doiron, можно управлять с помощью демпфирования с потерями резонатора или контролируя уровень сцепления через третий элемент между резонаторами. «Яркость и торговля селективность», — сказал она. «Полупроводники дадут вам высокой селективностью, но низкой яркости, в то время как металлы даем вам очень яркий выбросов, но и низкая селективность. Просто комбинируя эти элементы, мы можем получить лучшее из обоих миров».
«Потенциал научного воздействия заключается в том, что мы можем сделать это не только с двумя элементами, но много больше», — сказал Наик. «Физика не изменится».
Он отметил, что, хотя коммерческая ламп накаливания на светодиоды по энергоэффективности, лампы накаливания по-прежнему являются единственным доступным средством для получения инфракрасного света. «Инфракрасный обнаружения и зондирования как полагаться на эти источники», — сказал Наик. «То, что мы создали новый способ для создания источников света, ярким, направленным и излучают свет в конкретных государствах и длин волн, включая ИК.»
Возможности для зондирования лежат в «исключительных точки системы», — сказал он.
«Есть оптический фазовый переход, потому что, как мы свяжем эти два резонатора», — сказал Наик. «Там, где это происходит называется особая точка, потому что это очень чувствительны на любое шевеление вокруг нее. Что делает эти устройства пригодными для датчиков. Есть датчики с макроскопическими оптики, но ничего не отображается в устройствах, которые используют нанофотоники.»
Возможности также могут быть отлично подходит для следующего уровня классических вычислений. «Международной дорожной карты по полупроводниковой технологии (РМЭ) понимает, что полупроводниковая технология достигает насыщения и думает о том, что следующее поколение коммутаторов заменят кремниевые транзисторы», — сказал Наик. «РМЭ предсказал, что будет оптический переключатель, и что он будет использовать понятие четности-времени, симметрии, как это делаем мы здесь, потому что выключатель должен быть однонаправленным. Он направляет свет в нужном для нас направлении, и никто не приходит обратно, как диод для света вместо электричества».
Национальный научный фонд поддерживает научные исследования.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!