Квантовый материал, работающий при комнатной температуре

Следует отметить, что почти все известные квантовые материалы проявляют свои свойства лишь при температурах, близких к абсолютному нулю. При комнатной температуре тепловые атомные колебания подавляют хрупкое квантовое поведение, а для их сдерживания требуются громоздкие криогенные установки. Это делает квантовые материалы мощным лабораторным инструментом, но затрудняет их внедрение в практические технологии.

Вместо поиска материала с нужными свойствами в природе команда исследователей спроектировала и создала его. На стеклянную пластину была нанесена тонкая плёнка золота, в которой с помощью сфокусированных ионных пучков вырезаны сотни микроскопических щелей. Каждая такая щель действует как искусственный атом, или метаатом. В совокупности они образуют кристалл, не имеющий аналогов в природе и более тонкий, чем человеческий волос.

Когда свет попадает на чип, он проходит по золотой поверхности и взаимодействует с метаатомами. Контролируя их размер, форму и расстояние между ними, команда получила материал, управляющий светом так, как это невозможно при комнатной температуре.

Важно упомянуть, что солнечный, лазерный и флуоресцентный свет содержат фотоны, но эти фотоны колеблются и взаимодействуют по-разному. Различия определяют поведение света на квантовом уровне, однако для их выявления традиционно требовались сложные приборы, криогенные детекторы и миллионы измерений. Созданный метакристалл выполняет эту задачу автоматически: он различает квантовые различия входящего света и направляет каждое состояние по отдельному пути.

Практическое применение подобных структур требует соответствующей электронной инфраструктуры, что ставит перед производителями электроники сложные задачи и задёт вектор развития отрасли.

По материалам https://russianelectronics.ru