الحالات المرتبطة الهجينة في السلسلة المتصلة في أسطح تيراهيرتز

26 مايو 2023 (أخبار Nanowerk) يعد عامل الجودة (Q) معلمة حاسمة تميز قوة تفاعلات المادة الخفيفة. تتمتع التجاويف ذات عوامل الجودة الأعلى بالقدرة على حصر الضوء بكفاءة وبالتالي تعزيز التفاعلات بين الضوء والمادة. تحمل هذه الميزة أهمية كبيرة في التطبيقات المختلفة مثل الليزر والمرشحات والتوليد التوافقي وأجهزة الاستشعار. تم اقتراح مخططات مختلفة لتحسين عوامل الجودة في التجاويف الدقيقة، مثل الأقراص الدقيقة، والتجاويف الدقيقة العاكسة لـ Bragg، والبلورات الضوئية. فوق المخروط الضوئي لهياكل النطاق، يمكن أيضًا الوصول إلى الحالات المرتبطة دون تسرب إشعاعي للطاقة، وهي الحالات المرتبطة في السلسلة المتصلة (BIC). يوفر BIC طريقة عامة للحصول على رنين عامل الجودة الفائقة، وبالتالي يصبح آلية قوية لتعزيز تفاعلات المادة الخفيفة التي وجدت تطبيقات في الليزر منخفض العتبة، والاستشعار متعدد الأطياف، وتوليد التوافقيات العالية. الشكل 1: شبكات BIC الهجينة. (أ-ج) رسم تخطيطي لشبكة BIC المحمية بالتناظر بدون قناة إشعاع (أ)، وشبكة شبه BIC موحدة مع قناة إشعاع مفتوحة لجميع الرنانات عن طريق كسر التماثل (ب)، وشبكة هجينة شبه BIC مع تبادل مفتوح لقناة نصف إشعاع على طول المحور س (ج). (© العلوم البصرية الإلكترونية) بالنسبة لـ BIC النموذجي، هناك علاقة كمية تربيعية بين Q وناقل الموجة (k)، وعادةً ما يؤدي اضطراب بسيط في k إلى تدهور سريع في Q. ومع ذلك، يتم إدخال العيوب والاضطرابات حتمًا أثناء المعالجة مما يقلل بشكل كبير من عامل جودة الرنين في العينات الفعلية. تبدأ فكرة دمج BIC بتعديل المعامل الأسي بين Q وk (من -2 إلى -6)، مما يخفف إلى حد كبير من معدل تدهور Q ويوفر آلية فعالة للغاية. لكن هذا النهج يتطلب تحكمًا دقيقًا في الأبعاد الهندسية للبنى المجهرية ولا ينطبق إلا على هياكل النطاق التي تحتوي في نفس الوقت على BICs محمية بالتناظر وعرضية، مع متطلبات قاسية إلى حد ما. في الآونة الأخيرة، اقترحت مجموعة Longqing Cong في الجامعة الجنوبية للعلوم والتكنولوجيا (SUSTech) نهجًا أكثر عمومية لتحسين عوامل الجودة الشاملة ومتانة BIC المحمية بالتناظر. على عكس النهج التقليدي المتمثل في تحقيق شبه BIC عن طريق كسر تناظر الرنانات بشكل موحد في الشبكة بأكملها المواد الخام (انظر الشكل 1 أ و ب)، فهم يحافظون بشكل انتقائي على التماثل C2 المحلي للشبكة بأكملها بحيث يمكن تقليل الخسارة الإشعاعية وتحسين عامل الجودة للمصفوفة (انظر الشكل 1 ج). الشكل 2: تحسن كبير في Q في شبكات BIC الهجينة والمتانة ضد عيوب التصنيع. ( أ ) تطور درجة Q الإشعاعية مقابل درجة عدم التماثل لشبكات U-qBIC و Ht-BIC و Hx-BIC و Hq-BIC. يتم تحسين عوامل الجودة الشاملة في خلايا الوحدة الهجينة ذات كثافة الإشعاع الأقل. ( ب ) تأثيرات عيوب التصنيع على عوامل الجودة في السيناريوهات الأربعة. (© العلوم البصرية الإلكترونية) هذه طريقة عامة يمكن توسيعها لتشمل أي BIC محمي بالتناظر دون متطلبات التصميم الهندسي الدقيق أو انتقائية النطاق. وفقًا للتحليل النوعي والكمي، يمكن لشبكة BIC الهجينة تحقيق عامل جودة أعلى بأكثر من 14.6 مرة من الشبكة التقليدية (الشكل 2 أ). من خلال زيادة المعامل التناسبي بين Q وk، تم تحسين متانة عامل الجودة لأسطح BIC الهجينة ضد الاضطرابات والاضطرابات الأخرى، وبالتالي تقليل تدهور عامل الجودة في الأجهزة الفعلية بشكل فعال. يوفر هذا نهجًا أكثر عمومية وبساطة لتحقيق عامل الجودة العالية (الشكل 2 ب). من خلال التحليل الفضائي المتبادل للشبكة، يمكن لشبكة BIC الهجينة طي العناصر الذاتية لنقاط X وY وM لشبكة BIC الموحدة في وقت واحد إلى النقطة Γ، بحيث يمكن ملاحظة أصداء Fano المتعددة في إشعاع المجال البعيد (تين. 3). الشكل 3: BIC الهجين المعمم عالي الترتيب. (أ، ب) صور مجهرية للأسطح الفوقية Ht-BIC وHq-BIC مع ثلاثة رنانات غير متماثلة من أصل أربعة في خلية خارقة 2×2، على التوالي، وتكون الفترة 2a على طول المحورين x وy. شريط النطاق، 20 ميكرون. ( ج ) رسم تخطيطي لطي النطاق من شبكة U-qBIC (أسود) إلى Ht-BIC / Hq-BIC (أحمر) في منطقة Brillouin. ( د ) محاكاة أطياف سعة الإرسال للأسطح Ht-BIC (يسار) وHq-BIC (يمين) بدرجة عدم تناسق تبلغ 2.97٪. (© العلوم البصرية الإلكترونية) تعد أصداء فانو المتعددة عالية الجودة مهمة جدًا في توليد النبض والاستشعار والاتصالات وما إلى ذلك، خاصة لتطوير الاستشعار والاتصال اللاسلكي من الجيل التالي استنادًا إلى ضوئيات تيراهيرتز. يقدم هذا رؤى جديدة حول دمج الأسطح المعدنية وضوئيات تيراهيرتز لتسهيل تطويرها في مجالات متنوعة. سيؤدي هذا العمل إلى زيادة إثراء الآثار المادية لـ BIC وتوسيع منظور المواد الوصفية وفوتونيات تيراهيرتز. نشر الفريق النتائج التي توصلوا إليها في علم البصريات الإلكترونية ("الحالات المرتبطة الهجينة في السلسلة المتصلة في أسطح تيراهيرتز").

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• أفلاطونايستريم. ذكاء بيانات Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• سك المستقبل مع أدرين أشلي. الوصول هنا.
• شراء وبيع الأسهم في شركات ما قبل الاكتتاب مع PREIPO®. الوصول هنا.
• المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63062.php