Mondo ultraveloce catturato con pellicole ultrasottili

Credito: Università Heriot-Watt

Un film di soli 250 nanometri o 0,00025 mm di spessore ha dato agli scienziati una sbirciatina nel mondo ultraveloce.

La pellicola è composta da ossidi conduttivi trasparenti, una classe di materiali comunemente usati per i touch screen degli smartphone e per i sistemi fotovoltaici.

Gli esperti di nanofotonica dell’Istituto di fotonica e scienze quantistiche di Heriot-Watt hanno dimostrato che questi materiali possono catturare e misurare eventi ultraveloci molto meglio dei sistemi attuali.

Ciò potrebbe portare a scoperte in molti campi scientifici, tra cui la biologia cellulare e la chimica, dove le reazioni si verificano e devono essere catturate in un milionesimo di miliardesimo di secondo.

I risultati sono riportati in Comunicazioni sulla natura.

Dott. Marcello Ferrera, assistente professore di nanofotonica alla Heriot-Watt University, ha condotto il lavoro insieme ai colleghi dell’Università di Glasgow e della Purdue University negli Stati Uniti

“I film ultrasottili che abbiamo utilizzato sono materiali a indice zero. La luce si comporta in modo completamente diverso in questi materiali perché l’indice di rifrazione, che è il modo in cui descriviamo l’interazione tra luce e materia, si avvicina a zero. Questa è una condizione molto difficile da raggiungere in comune materiali.

“Questo apre un mondo di possibilità perché quando l’indice è così piccolo il materiale inizia a essere molto suscettibile agli stimoli luminosi ultraveloci.

“Abbiamo utilizzato questa suscettibilità ottica potenziata in un sistema di gating ottico a risoluzione di frequenza o sistema FROG, che è uno degli strumenti più fondamentali per misurare l’evoluzione di eventi ottici ultraveloci.

“Il risultato finale è stato un notevole miglioramento di tutte le metriche chiave, tra cui larghezza di banda, velocità ed efficienza energetica”.

Ferrera sottolinea che il suo nuovo sistema si basa su materiali prontamente disponibili e pronti all’uso. Ciò significa che la tecnologia può passare rapidamente dal laboratorio all’applicazione commerciale.

Sottolinea un altro vantaggio del sistema.

“Questo nuovo FROG a indice zero riduce i requisiti energetici fondamentali e fornisce anche un insieme più ampio di informazioni ottiche che possono essere utilizzate nell’apprendimento automatico per migliorare la robustezza e l’accuratezza durante la caratterizzazione di eventi ultraveloci”.


I nuovi materiali polimerici facilitano la fabbricazione di interconnessioni ottiche


Maggiori informazioni:
Wallace Jaffray et al, Caratterizzazione degli impulsi ultraveloci con indice vicino allo zero, Comunicazioni sulla natura (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31151-4

Fornito da Heriot-Watt University

Citazione: Mondo ultraveloce catturato con film ultrasottili (2022, 28 giugno) recuperati il ​​28 giugno 2022 da https://phys.org/news/2022-06-ultrafast-world-captured-ulrathin.html

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