나노 입자는 도로 표지판과 같은 빛의 흐름을 제어합니다.

나노 입자는 도로 표지판과 같은 빛의 흐름을 제어합니다.
날짜:
2022년 6월 20일
원천:
호주 국립 대학교
요약:
물리학자들은 빛이 통과하는 방향을 조작하여 두 개의 매우 다른 이미지를 생성할 수 있는 작은 반투명 슬라이드를 개발했습니다.

ANU(Australian National University)의 물리학자들은 빛이 통과하는 방향을 조작하여 두 개의 매우 다른 이미지를 생성할 수 있는 작은 반투명 슬라이드를 개발했습니다.

빛이 슬라이드를 통과하면 호주의 이미지가 보이지만 슬라이드를 뒤집어 다시 보면 시드니 오페라 하우스의 이미지가 보입니다. 생성된 한 쌍의 이미지는 아직 개발되지 않은 가능성의 한 예일 뿐입니다.

두 개의 뚜렷하게 다른 이미지를 생성하는 능력은 ANU 과학자들이 나노 스케일에서 빛이 이동할 수 있는 방향과 이동할 수 없는 방향을 제어할 수 있는 능력 덕분에 가능합니다. 이 개발은 더 빠르고 저렴하며 안정적인 인터넷으로 이어질 수 있는 새로운 조명 기반 장치를 위한 길을 열 수 있습니다. 또한 미래의 많은 기술의 기반이 될 수 있습니다.

중국, 독일, 싱가포르의 동료들과 공동으로 개발한 이 신기술은 약 12,000개 정도가 사람 머리카락의 단면에 들어갈 수 있을 정도로 작은 나노입자를 사용합니다. 이 작은 입자는 슬라이드에서 독특한 패턴으로 배열됩니다.

프로젝트 리더인 Sergey Kruk 박사는 "입자는 빛이 이동할 수 있는 방향을 조작하여 복잡한 도로의 교통을 제어하는 ​​도로 표지판처럼 빛의 흐름을 제어합니다."라고 말했습니다.

"일부 입자는 빛이 왼쪽에서 오른쪽으로만 흐르도록 하고, 다른 입자는 오른쪽에서 왼쪽으로 흐르게 하거나 경로가 어느 방향으로든 차단될 수 있습니다."

중국 남동대학교의 Lei Wang 박사는 "이 이미지의 목적은 주로 예술적이지만 이 새로운 기술의 잠재력을 보여줍니다.

"실제 응용 분야에서 이러한 나노 입자는 차세대 통신 인프라와 같이 유용한 방식으로 빛의 흐름을 제어하는 ​​복잡한 시스템으로 조립될 수 있습니다."

Kruk 박사에 따르면, 나노 규모에서 빛의 흐름을 제어하는 ​​능력은 빛이 "가야 할 곳으로 가고 그렇지 않은 곳으로 가지 않는" 것을 보장합니다.

"우리는 빛의 도움으로 엄청난 양의 정보를 교환합니다. 예를 들어 호주에서 유럽으로 화상 통화를 할 때 음성과 이미지는 대륙의 광섬유를 통해 수천 킬로미터를 여행하는 짧은 펄스로 변환됩니다. ANU Nonlinear Physics Centre의 Dr Kruk는 말했습니다.

"불행히도 현재의 빛 기반 기술을 사용하여 정보를 교환할 때 많은 기생 효과가 발생할 수 있습니다. 빛이 산란되거나 반사되어 통신이 손상될 수 있습니다.

"빛이 필요한 곳으로 정확히 흐르도록 함으로써 우리는 현재 기술의 많은 문제를 해결할 것입니다."

Kruk 박사에 따르면, 미래의 많은 기술 개발은 작은 규모로 빛을 제어하는 ​​우리의 능력에 크게 의존할 것입니다.

"빛의 흐름을 제어할 수 있는 작은 구성 요소의 광범위한 배치는 다이오드 및 트랜지스터로 알려진 전기의 흐름을 제어하는 ​​작은 구성 요소의 개발에 의해 과거에 가져온 변형과 유사한 기술 및 사회적 변화를 잠재적으로 가져올 수 있습니다. "라고 말했다.

"나노스케일에서 전기의 흐름을 제어하는 ​​것은 궁극적으로 우리에게 현대적인 컴퓨터와 스마트폰을 가져다준 것입니다. 따라서 빛의 흐름을 제어하는 ​​새로운 기술의 잠재력을 상상하는 것은 흥미진진합니다."