Лазерный мир

«С помощью лазера мы локально подогревали кристалл. В месте облучения слои слипались, и свечение экситонов исчезало, тогда как весь остальной кристалл продолжал люминесцировать. Это могло означать, что мы записали 1 бит информации, причем запись, а именно темное пятно, хранилась много дней. Чтобы стереть данные, достаточно опустить МОК в ту же органическую жидкость, которая поддерживает слои. Сам кристалл при этом не пострадает, а записанная информация (темное пятно) исчезнет», — комментирует Валентин Миличко, первый автор статьи, доцент кафедры нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО.

Российские физики совместно с европейскими коллегами научились, меняя параметры света, создавать квазичастицы — экситоны, управлять ими и записывать с их помощью информацию при комнатной температуре. Эти частицы являются переходной формой между фотонами и электронами, поэтому ученые считают, что они помогут создавать компактные оптоэлектронные устройства для быстрой записи и обработки оптического сигнала. Предложенный метод основан на использовании особого класса материалов, называемых металл-органическими каркасами. Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.

van der Waals Metal-Organic Framework as an Excitonic Material for Advanced Photonics

Synergistic combination of organic and inorganic nature in van der Waals metal-organic frameworks supports different types of robust excitons that can be effectively and independently manipulated by light at room temperature, and opens new concepts for all-optical data processing and storage.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201606034/abstract;jsessionid=4B8DACA546692D699E9054B5B4891BD7.f03t02

В новой работе ученые из Университета ИТМО в Санкт-Петербурге, Лейпцигского университета в Германии и Технического университета Эйндховена в Нидерландах смогли, меняя параметры света, не только сгенерировать экситоны при комнатной температуре, но и управлять ими. При этом авторам удалось контролировать квазичастицы со сверхвысокой чувствительностью, порядка сотен фемтосекунд, а также записать с их помощью информацию. Это стало возможным благодаря использованию особого класса материалов, называемых металл-органическими каркасами.
Металл-органический каркас (МОК), синтезированный в Университете ИТМО, имеет слоистую структуру. Между слоями существует физическое притяжение, называемое Ван-дер-Ваальсовым. Чтобы пластинки не сближались произвольно, ученые заполнили межслоевое пространство органической жидкостью, которая обеспечивает трехмерность каркаса.
Исследователи научились по отдельности возбуждать в таком кристалле два вида экситонов: внутрислойные и межслойные. Первые образуются, когда поглощенный кристаллом фотон становится электрон-дырочной парой в пределах одного слоя, а вторые — когда электрон и дырка принадлежат соседним слоям. Спустя время и те, и другие квазичастицы распадаются, вновь излучая энергию в виде фотона. Но пока экситоны существуют, они могут перемещаться по кристаллу.

Авторы полагают, что в будущем новый материал поможет привести обработку оптического сигнала к привычной схеме нулей и единиц.

Источник: http://news.ifmo.ru/ru/science/photonics/news/6503/