სიახლეები
2022 წლის 13 აპრილს ჟურნალმა Nature გამოაქვეყნა ამერიკელი და იაპონელი მეცნიერების ჯგუფის სტატია, სადაც ისინი იუწყებიან რომ მათ შექმნეს კვანტური სენსორი, რომელსაც შეუძლია ერთდროულად ამოიცნოს სინათლის ინტენსივობა, პოლარიზაცია და ტალღის სიგრძე. სენსორი ზომა დაახლოებით ადამიანის თმის სისქის 1/1000-ის ტოლია. ეს არის გარღვევა, რომელიც ხელს შეუწყობს ასტრონომიის, ჯანდაცვისა და დისტანციური ზონდირების სფეროების წინსვლას.
მკვლევარებმა ბოლო წლებში აღმოაჩინეს, რომ ზოგიერთი მასალის სპეციფიკური კუთხით დაგრეხას შეუძლია გააჩინოს ე. წ. მუარეს სტრუქტურები (Moire patter), რომლებსაც რიგი საინტერესო თვისება ახასიათებთ. მუარეს მასალები წარმოიქმნება ორი პერიოდული კრისტალური სტრუქტურის ზედდების შედეგად.
ამ შემთხვევაში, მკვლევართა ჯგუფმა გამოიყენა ორ-ფენიანი გრაფენი (TDBG). ეს არის ერთი ნახშირბადის ატომის ზომის მქონე გრაფენის ორი თხელი ფენა, რომელთა კრისტალების ღერძები ერთმანეთთან პარალელურად განლაგების მაგივრად ადგენდნენ ე. წ. „მაგიურ კუთხეს“ - 1.06 გრადუსს. ეს მნიშვნელოვანია, რადგან მცირე წანაცვლება ამცირებს კრისტალურ სიმეტრიას, ხოლო ატომური სტრუქტურის მქონე მასალები, რომლების ნაკლებად სიმეტრიულები არიან, ხშირ შემთხვევაში, ისეთ ფიზიკურ თვისებას ამჟღავნებენ, რომლებიც მაღალი სიმეტრიის შემთხვევაში არ ვლინდება.
TDBG მოწყობილობით, მკვლევარებმა შეძლეს დაეფიქსირებინათ ე. წ. ანომალური ფოტოელექტრული ეფექტი (BPVE). ეს არის პროცესი, როდესაც სინათლე წარმოქმნის ელექტრულ დენს, ხოლო შედეგი დამოკიდებულია სინათლის ინტენსივობაზე, პოლარიზაციაზე და ტალღის სიგრძეზე. მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ TDBG მასალებში BPVE ეფექტის რეგულირება შესაძლებელია გარე ელექტრული ველით, რაც მათ საშუალებას აძლევდა შეექმნათ სხვადასხვა დაცემული სინათლის სხივის შესაბამისი ორგანზომილებიანი ფოტო-ძაბვის ანაბეჭდები. ამ ანაბეჭდების შესასწავლად მეცნიერებმა გამოიყენეს ე. წ. კონვოლუციური ნერვული ქსელი (CNN) - ხელოვნური ნერვული ქსელის ტიპი, რომელიც ადრე გამოიყენებოდა გამოსახულების ამოცნობისთვის.
შედეგად მეცნიერებმა შეძლეს ინტელექტუალური კვანტური ფოტო-დეტექტორის შექმნა, რომლის მცირე ზომები ხდის მას პოტენციურად ღირებულს ისეთი საქმიანობებისთვის, როგორიცაა კოსმოსური კვლევები, სამედიცინო ტესტირება და დისტანციური ზონდირება. გარდა ამისა, ახალი კვლევა წარმოადგენს მორიგ ნაბიჯს მუარეს მასალებზე დაფუძნებული არაწრფივი ოპტიკური კვლევების განვითარების მიმართულებით.
წყარო:
