Yeni bir malzeme ile silinebilir ve yeniden yazılabilir optik çipler

Araştırmacılar nanomateryal üzerinde lazer kullanarak bir dalga modeli geliştirdiler. Dalga modeli, kutunun üzerindeki yatay çizgidir.

Bir keşif görevinde uçan bir askeri uçak, düşman hatlarında ele geçirildi ve drone’un çipleri üzerinde taşınan hassas bilgileri uzaktan silmeye ihtiyaç duyuldu. Çipler optiktir ve elektronik olmadıkları için, mühendisler tüm içeriği anında silmek için çipin üzerine UV ışını demeti uyguladılar. Böylece büyük bir felaketi önlediler.

Bu James Bond-esque çipi, Cockrell Mühendislik Okulu’nda makine ve malzeme bilimi mühendisliği profesörü olan Yuebing Zheng tarafından geliştirilen bu nanomateryal yeni bir gelişme nedeniyle gerçeğe daha yakındır. Zheng ve ekibi, keşiflerini 10 Kasım’da Nano Letters dergisinde yayınladı.

Zheng: “Bu malzemedeki moleküller ışığa karşı çok hassastır, bu nedenle optik bileşenleri silmek ve oluşturmak için bir UV ışığı veya belirli bir ışık dalga boyu kullanabiliriz. Potansiyel olarak, bu LED’i çipe dâhil edebilir ve içeriğini kablosuz olarak silebiliriz. Belli bir süre sonra kaybolmaya zaman bile verebiliriz.”

Araştırmacılar yeni icatlarını test etmek için, nanomateryalleri üzerinde bir dalga modeli (bir noktadan diğerine ışık dalgalarını yönlendiren bir yapı veya tünel) geliştirmek için yeşil bir lazer kullandılar. Daha sonra dalga modelini bir UV ışığıyla sildiler ve yeşil lazer ışığı kullanarak aynı materyal üzerine yeniden yazdılar. Araştırmacılar, tamamen optik bir teknik kullanarak, önemli bir fotonik bileşen olan ve entegre devreler için bir yapı taşı olan bu dalga modelini ilk kez keşfeden kişiler olduklarına inanıyorlar.

Başlıca gelişmeleri, bir çocuğun Etch-A-Sketch oyuncağı (sadece malzeme optik bileşenleri çizmek, silmek ve yeniden yazmak için hafif ve küçük moleküller kullanıyor) benzeri özel olarak tasarlanmış bir hibrid nanomateryaldir. Mühendisler ve bilim adamları, silikondan yapılmış bileşenlere kıyasla cihazları daha hızlı, daha küçük ve enerji açısından daha verimli hale getirecek potansiyele sahip olduklarından, verileri taşımak için elektrik yerine ışık kullanan yeniden yazılabilir bileşenlerle ilgileniyorlar.

CD’ler ve DVD’ler gibi optik depolama aygıtlarını destekleyen yeniden yazılabilir optik kavramı yoğun şekilde araştırılmıştır. CD’lerin, DVD’lerin ve diğer en yeni yeniden yazılabilir optik bileşenlerin dezavantajı, hantal, tek başına ışık kaynakları, optik medya ve ışık dedektörleri gerektirmeleridir.

Buna karşılık, UT Austin yeniliği, nümerik ölçekli optik çip ve devrelerin yolunu açan iki boyutlu (2 boyutlu) nanomateryalin hepsine yazma, silme ve yeniden yazma izni verir.

Zheng: “Yeniden yazılabilir entegre nanofotonik devreleri geliştirmek için ışığın 2 boyutlu bir düzlemde sınırlandırılması gerekir; burada ışık düzlemde uzun bir mesafe boyunca ilerleyebilir ve yayılma yönü, genlik, frekans ve faz açısından keyfi olarak kontrol edilebilir. Bir melez olan materyalimiz, yeniden yazılabilir entegre nanofotonik devrelerin geliştirilmesini mümkün kılar.”

Araştırmacıların malzemesi, alüminyum nanoparçacıklardan oluşan bir plasmonik yüzey ile başlıyor ve üstünde 280 nm polimer tabakasına ışığa tepki verebilen moleküller gömülüyor. Işık ile kuantum mekaniği etkileşimleri nedeniyle, moleküller ışık dalgalarının yayılmasına izin verecek şekilde şeffaf hale gelebilir veya ışığı emebilirler.

Malzemenin bir diğer avantajı, hibrid modu adı verilen, iki ışık nakil modunu aynı anda çalıştırabilmesidir. Malzemenin dielektrik dalga modeli modu ışık yayılımını uzun mesafelere doğru yönlendirirken, plasmonik mod ışık sinyallerini daha küçük bir alan içerisinde çarpıcı bir şekilde yükseltebilir.

Zheng: “Melez mod, hem dielektrik dalga modeli modunun hem de plasmonik rezonans modunun avantajlarını alır ve her birinin sınırlarını aşarken onları bir araya getirir. İlk defa melez plazmon-dalga modeli modunda elde edilebilen, foto-değiştirilebilir Rabi bölme adı verilen bir teknikle tamamen optik bir kontrol gerçekleştirdik.”

Bu iki mod arasındaki entegrasyon, yüksek kaliteli faktör ve düşük optik kayıp özelliklerine sahip bu hibrid nanomateryaldeki optik boşluğun performanslarını önemli ölçüde geliştirir ve böylece moleküller ile melez mod arasındaki bağlanmayı en üst düzeye çıkarır.

Zheng: “Bir optik çip veya nanofotonik devre bu materyali kullanarak tasarı yapmadan önce çözülmesi gereken zorluklar vardır. Yeniden yazılabilir dalga modelinin stabilitesini artırmak için molekülleri optimize etmek ve bunların optik iletişim için performanslarını ayarlamak gerekir.”

Kaynak : phys.org

Haberi Çeviren : Canan Kula

Üniversite : Hacetttepe Üniversitesi (Cranfield University Forensic Investigation Yüksek Lisans Öğrencisi)

Bölüm : Kimya Bölümü

Mail : canankula@gmail.com

Not : Haberlerin dergi yönetimi ile çevirene haber verilmeksizin yayınlanması, kopyalanması, kendi web sitenize eklenmesi kesinlikle yasaktır.  Bir yerde yayınlamayı düşünenler iletisim@inovatifkimyadergisi.com adresine ve de haberi çeviren arkadaşımıza mail atarak durumu belirtmeleri gerekmektedir.

Okumanızı Öneriyoruz

İlaç Sanayisi Daha İyi Bir CBD Yapmayı Hedefliyor – 50 Kata Kadar Daha Etkili

Cannabidiol(CBD) giderek daha popüler hale gelen bir sağlık trendi. Kenevir bitkilerinde doğal olarak bulunan bileşik, …