HaberlerTeknoloji & Bilim

Gelişmiş fiberoptik kablolar için nanomalzemeler

3 Mins read

Yeni hibrit optik fiberler, hafif madde etkileşimlerini geliştiren ve bir dizi yeni teknolojik ilerleme için kapılar açan 2D malzemeler içerir.

Resim kredisi: Jens Meyer (Jena Üniversitesi)

Işık ve madde arasındaki etkileşim, son birkaç yılda gelişmiş optik iletişimden – daha hızlı internet ve veri iletimi – Blue-Ray ve DVD’lere (hala kullanılıyorlarsa) kadar çok sayıda çığır açan bilimsel ilerlemeye yol açtı. araştırmada gelişmiş sensörlerin ve spektroskopik aletlerin geliştirilmesi. Hafif madde etkileşimlerini geliştiren stratejiler ve dolayısıyla mevcut teknolojilerin yetenekleri anlaşılır bir şekilde çok aranıyor.

Yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada Gelişmiş MalzemelerUluslararası bir araştırma ekibi, optik fiberleri 2D malzemelerle birleştirmenin, sensör geliştirmede yeni ve heyecan verici uygulamaların yanı sıra gelişmiş optik ve kuantum teknolojilerini etkinleştirmek için malzemenin ışıkla etkileşimlerini nasıl geliştirebileceğini araştırdı – optik ve kuantum bilgisayarları düşünün!

Bir atom veya molekül kalınlığındaki 2D malzemeler, grafenle ilgili araştırma patlaması 2004 yılında gerçekleştiğinden beri bilimde sıcak bir konu olmuştur. Heyecan, bir malzemenin bu kadar ince, taban katmanına indirilmesinden kaynaklanmaktadır bilim adamlarının keşfetmek için on yıldan fazla zaman harcadıkları dökme malzemeye kıyasla gelişmiş özelliklere neden olur.

Yeni hibrit optik fiberler

Mevcut çalışmada ekip, yeteneklerini artırmak için ışıkla güçlü etkileşimlere sahip olan geçiş metali dikalkojenidlerinden yapılmış 2 boyutlu bir malzemeyi cam elyaflarına entegre etti. Geçmişte, bu iki bileşenin birleştirilmesi çok zahmetliydi ve büyük ölçekli üretim için uygun değildi.

Bu zorluğun üstesinden gelmek için ekip, 2B tek tabakayı doğrudan silika optik fiberlerden yapılmış bir “kılavuz çekirdek” üzerine büyütmek için bir yöntem geliştirdi. Almanya’daki Jena Üniversitesi ve Fraunhofer Uygulamalı Optik ve Hassas Mühendislik Enstitüsü’nden (IOF) Falk Eilenberger, “Geçmişten farklı olarak, 0,5 nm kalınlığındaki levhayı manuel olarak uygulamadık, ancak doğrudan elyaf üzerinde yetiştirdik” dedi. . “Bu iyileştirme, 2D malzemenin fibere daha kolay ve büyük ölçekte entegre edilebileceği anlamına geliyor.”

Ekip, büyüme parametrelerini analiz edip kontrol ederek, kimyasal buhar biriktirme adı verilen bir yöntemin değiştirilmiş bir versiyonu aracılığıyla bu hibrit optik fiberlerin üretimi için en uygun koşulları belirleyebildi. Bu işlem genellikle yarı iletken endüstrisinde ince, yüksek kaliteli filmler üretmek için kullanılır. Genel anlamda, katı bir substrat (bu durumda, silika fiberin yüzeyi), istenen filmi üretmek için substrat yüzeyi üzerinde reaksiyona giren bir veya daha fazla uçucu öncüye vakum altında maruz bırakılır.

Ekip, tek tabakalı MoS’nin kimyasal buhar birikimini gösterdi2 ve WS2 700 derece Celsius’ta optik liflerin çekirdeğindeki kristaller. “Alt tabaka görevi gören saf kuvars cam, yüksek sıcaklıklara son derece iyi dayanır. Lifleri geliştiren Leibniz Fotonik Teknoloji Enstitüsü’nden Profesör Markus Schmidt, 2000 santigrat dereceye kadar ısıya dayanıklı ”dedi. “Küçük çapları ve esneklikleri çeşitli uygulamaları mümkün kılıyor.”

Araştırmanın baş yazarlarından biri olan Dr. Antony George, hibrit cam elyaflarının her iki dünyanın en iyilerini birleştirdiğini ve hafif madde etkileşimlerini önemli ölçüde artırdığını söylüyor.

Sensörler ve doğrusal olmayan ışık dönüştürücüler

Araştırmacılar, liflerinin potansiyelini iki farklı uygulamada gösterdiler. Birincisi, 2D katmanın çevreye duyarlılığını artıran uzaktan algılama ve biyoanalitik alanındadır. Örneğin, dış etkiler 2D malzemenin floresan özelliklerini etkiler; bu, belirli uyaranların varlığında, örneğin karbon monoksit gibi bir gazın düşük konsantrasyonlarında, fiberden gönderilen yeşil ışığın kırmızıya dönüşeceği anlamına gelir.

Ekibe göre ikinci uygulama, doğrusal olmayan ışık dönüşümü ve optik sinyal işlemenin yeni yolları üzerinedir. Bu kıvrımlı görünmekle birlikte, monokromatik lazer ışığının (lazerler yalnızca bir renk veya frekans yayabilir) görünür beyaz ışığa dönüştürülmesi gereken spektroskopi gibi analitik tekniklerde gerçekten yararlı uygulamalara sahiptir. Hibrit fiberlerin bu yönü ayrıca kuantum elektroniği ve iletişimdeki uygulamalar için kapılar açar.

2D malzemelerin kılavuzlar üzerinde doğrudan büyümesi, fiberlerin ve diğer entegre optik sistemlerin ölçeklenebilir ve tekrarlanabilir işlevselleştirilmesine yönelik kapılar açmaktadır. Eilenberger, “Bu projeye çeşitli uzmanlıklar getirdik ve elde edilen sonuçlardan çok memnunuz” dedi.

Referans: Gia Quyet Ngo, et al. Atomik Olarak İnce Yarı İletkenler Kullanılarak Optik Fiberlerin Ölçeklenebilir İşlevselleştirilmesi, Gelişmiş Malzemeler (2020). DOI: 10.1002 / adma.202003826

Alıntılar basın bülteni Friedrich-Schiller-Universitaet Jena tarafından sağlanmıştır

Benzer Haberler
Haberler

CHP'nin 2021 asgari ücreti: 3 bin 100 lira

1 Mins read
Milyonlarca işçinin merakla beklediği 2021 yılı asgari ücret miktarı, Aile ve Çalışma Bakanı Zehra Zümrüt Selçuk tarafından açıklandı. Buna göre asgari…
Haberler

‘Genelge beni bağlamaz’ dedi 24 kez ceza yedi

1 Mins read
Zonguldak’ta tantunici Erkan Cinbir, iş yerine müşteri alınca polisle tartıştı. Dükkanına gelen polislere “Genelge beni bağlamaz” diyen Cinbir, “corona virüsü yok” diye…
HaberlerTeknoloji & Bilim

Gökbilimciler 591 yüksek hızlı yıldız keşfetti

1 Mins read
2005 yılında ilk yüksek hızlı yıldız keşfedildikten sonra, 15 yıl içinde 550’den fazla yıldız birden çok teleskopla keşfedildi. Çin Bilimler Akademisi Ulusal…
Power your team with InHype

Add some text to explain benefits of subscripton on your services.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir