Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из России, Швеции и США изучили дефекты, возникающие в массивах кремниевых наночастиц (нанорешеток) и составили рекомендации по работе с ними. Полученные результаты помогут в создании устройств будущего - лазеров, компактных волноводов, оптических запоминающих и логических устройств и дисплеев. Об этом сообщила пресс-служба СФУ.

В центре исследования ученых было такое явления как резонанс. Это совпадение частоты одного колебания с частотой другого, в результате чего резко увеличивается интенсивность колебаний. Все современные оптические устройства, телевидение, радиоприборы работают благодаря этому явлению, однако ученые считают, что сфера использования резонанса становится гораздо шире.

"Ученые СФУ совместно с коллегами изучили феномен коллективного решеточного резонанса, возникающего в оптическом спектре упорядоченных массивов кремниевых наночастиц. Исследователи смоделировали несколько возможных дефектов, возникающих при получении этих массивов, и предложили способы, с помощью которых можно экономить материалы для производства наночастиц и упростить технологии синтеза", - говорится в сообщении.

Суть открытия

По словам руководителя исследования, профессора СФУ Сергея Карпова, известно, что из наночастиц можно выстраивать различные периодические структуры. Если изменять длину волны или период структуры, то можно добиться того, чтобы все частицы возбудились одновременно и появился резонанс. Этот эффект можно использовать, например, для создания высокочувствительных сенсоров.

При этом считается, что у каждой частицы в решетке должна быть своя зафиксированная позиция, сами частицы должны быть идентичными, иначе нужного эффекта не достичь. Ученые в ходе нового исследования решили проверить, что будет, если это правило нарушить. Исследователи изучили три типа дефектов, которые могут возникнуть в таких нанорешетках.

Выяснилось, что если существенно изменить позицию частиц в решетке относительно друг друга (их период), пострадает или электрическая, или магнитная связь. Если изменить размер частиц - например, существенно увеличить одни или уменьшить другие наночастицы, - изменится только магнитная связь. Наиболее неожиданное открытие состоит в том, что если случайным образом "выбить" значительное количество наночастиц (до 84%) - нанорешетка все равно будет "работать" и создавать необходимый резонанс.

Авторы исследования предполагают, что полученные результаты помогут в создании диэлектрических фотонных устройств будущего - лазеров, компактных волноводов, обладающих меньшими потерями по сравнению с обычными волокнами, оптических запоминающих и логических устройств и дисплеев.

Похожие новости

  • 10/10/2017

    Красноярские ученые создали гибкое «черное тело» с колоссальной способностью поглощать тепло

    ​Ученые Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали уникальный эластичный поглотитель тепла. Гибкое «черное тело» можно объединить с термоэлектрическими элементами и разместить на человеческой коже.
    1530
  • 10/05/2018

    Красноярские ученые создали инновационный способ подготовки ядерных отходов к захоронению

    ​Инновационную технологию подготовки к безопасному хранению радиоактивных отходов (РАО), полученных от переработки отработавшего облученного ядерного топлива (ОЯТ), разработали ученые Сибирского федерального университета (СФУ), сообщил ТАСС один из авторов исследования, профессор СФУ, доктор технических наук Владимир Кулагин.
    586
  • 22/12/2017

    Сибирские ученые нашли способ усилить магниты и увеличить их эффективность

    ​Российские ученые создали методику получения специальных наночастиц, которые могут сделать магниты намного сильнее, и протестировали их действие на бариевых магнитах BaFe12O19. Результаты исследований сотрудников Сибирского федерального университета (СФУ) были опубликованы в журнале Materials Research Express.
    647
  • 23/11/2017

    Сибирские ученые модернизировали метод расчета движения жидкостей

    ​Исследователи из Сибирского федерального университета (СФУ) в сотрудничестве с коллегами из Московского государственного университета и Сибирского отделения РАН предложили использовать для гидродинамических расчетов систему из нескольких графических процессоров вместо центрального.
    983
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    1103
  • 17/02/2017

    Ученые нашли способ обеспечить высокую точность контроля молекулярного движения

    ​Международный коллектив с участием исследователей из Сибирского федерального университета нашел способ "открыть пространственные ворота". Возможности теоретической физики связаны с изменением представлений о природе вещей, и именно это таит в себе потенциал управления теми процессами, которые в течение долгого времени считались неподвластными контролю.
    998
  • 10/04/2019

    ИСС изготовит первый спутник нового типа для ГЛОНАСС в конце текущего — начале следующего года

    ​Спутник нового типа для системы ГЛОНАСС будет изготовлен в конце текущего или начале следующего года, по мере необходимости группировка будет обновляться, сообщил заместитель генерального конструктора ИСС по развитию и инновациям ИСС АО «Информационные спутниковые системы им.
    254
  • 28/07/2017

    Нестоличная наука: новгородские викинги, миниатюрный лазер и нейросеть-кардиолог

    ​​Робот-разведчик, древняя птица, рентгеновская линза и другие открытия и разработки российских ученых, сделанные вне Москвы и Санкт-Петербурга. Великий Новгород Уникальное кладбище X-XI веков обнаружила экспедиция Института археологии РАН при раскопках в центре Новгорода.
    1225
  • 26/11/2018

    К 2030 году группировку ГЛОНАСС полностью обновят спутниками серии К2

    ​Группировка спутников навигационной системы ГЛОНАСС к 2030 году будет полностью заменена на многофункциональные аппараты “Глонасс-К2”. Об этом в субботу журналистам сказал гендиректор АО “Информационные спутниковые системы” (ИСС) имени Решетнева Николай Тестоедов на VII Международном инновационном форуме в Железногорске.
    1005
  • 13/04/2018

    Дилатометр измерит деформации космических материалов в вакууме

    Ученые из Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали измерительную ячейку для исследования свойств материалов при температурах близких к абсолютному нулю.
    749