Nanotechnologie nu - Persbericht: Licht en elektronen overbruggen

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Home > Media > Het overbruggen van licht en elektronen

Schematische weergave van het experiment. Niet-lineaire spatiotemporele lichtpatronen in een op fotonische chips gebaseerde microresonator moduleren het spectrum van een bundel vrije elektronen in een transmissie-elektronenmicroscoop.

CREDIT
Yang et al. DOI: 10.1126/science.adk2489

Abstract:
Wanneer licht door een materiaal gaat, gedraagt het zich vaak op onvoorspelbare manieren. Dit fenomeen is het onderwerp van een heel onderzoeksgebied dat ‘niet-lineaire optica’ wordt genoemd en dat nu een integraal onderdeel is van de technologische en wetenschappelijke vooruitgang, van laserontwikkeling en optische frequentiemetrologie tot zwaartekrachtgolfastronomie en kwantuminformatiewetenschap.

Licht en elektronen overbruggen

Lausanne, Zwitserland | Geplaatst op 12 januari 2024

Bovendien zijn er de afgelopen jaren niet-lineaire optica toegepast in optische signaalverwerking, telecommunicatie, detectie, spectroscopie, lichtdetectie en bereik. Al deze toepassingen omvatten de miniaturisatie van apparaten die licht op niet-lineaire manieren op een kleine chip manipuleren, waardoor complexe lichtinteracties op chipschaal mogelijk worden.

Nu heeft een team van wetenschappers van EPFL en het Max Plank Instituut niet-lineaire optische verschijnselen in een transmissie-elektronenmicroscoop (TEM) gebracht, een type microscoop die elektronen gebruikt voor beeldvorming in plaats van licht. De studie werd geleid door professor Tobias J. Kippenberg van EPFL en professor Claus Ropers, directeur van het Max Planck Instituut voor Multidisciplinaire Wetenschappen. Het is nu gepubliceerd in Science.

De kern van het onderzoek wordt gevormd door ‘Kerr-solitonen’, golven van licht die hun vorm en energie behouden terwijl ze door materiaal bewegen, zoals een perfect gevormde brandingsgolf die over de oceaan reist. In deze studie werd gebruik gemaakt van een bepaald type Kerr-solitonen, ‘dissipatief’ genaamd, dit zijn stabiele, gelokaliseerde lichtpulsen die tientallen femtoseconden duren (een quadriljoenste van een seconde) en zich spontaan vormen in de microresonator. Dissipatieve Kerr-solitonen kunnen ook interageren met elektronen, wat ze cruciaal maakte voor dit onderzoek.

De onderzoekers vormden dissipatieve Kerr-solitonen in een fotonische microresonator, een kleine chip die licht opvangt en laat circuleren in een reflecterende holte, waardoor de perfecte omstandigheden voor deze golven worden gecreëerd. “We genereerden verschillende niet-lineaire spatiotemporele lichtpatronen in de microresonator, aangedreven door een continue golflaser”, legt EPFL-onderzoeker Yujia Yang uit, die het onderzoek leidde. “Deze lichtpatronen hadden een wisselwerking met een elektronenbundel die langs de fotonische chip passeerde, en lieten vingerafdrukken achter in het elektronenspectrum.”

Concreet demonstreerde de aanpak de koppeling tussen vrije elektronen en dissipatieve Kerr-solitonen, waardoor de onderzoekers de solitondynamiek in de microresonatorholte konden onderzoeken en ultrasnelle modulatie van elektronenbundels konden uitvoeren.

"Ons vermogen om dissipatieve Kerr-solitonen [DKS] in een TEM te genereren, breidt het gebruik van frequentiekammen op microresonatorbasis uit naar onontgonnen gebieden", zegt Kippenberg. “De elektron-DKS-interactie zou ultrasnelle elektronenmicroscopie met hoge herhalingssnelheid en deeltjesversnellers mogelijk kunnen maken, aangedreven door een kleine fotonische chip.”

Ropers voegt hieraan toe: “Onze resultaten laten zien dat elektronenmicroscopie een krachtige techniek zou kunnen zijn om niet-lineaire optische dynamiek op nanoschaal te onderzoeken. Deze techniek is niet-invasief en biedt directe toegang tot het intracavitaire veld, essentieel voor het begrijpen van niet-lineaire optische fysica en het ontwikkelen van niet-lineaire fotonische apparaten.”

De fotonische chips zijn vervaardigd in het Center of MicroNanoTechnology (CMi) en de cleanroom van het Institute of Physics bij EPFL. De experimenten werden uitgevoerd in het Göttingen Ultrafast Transmission Electron Microscopy (UTEM) Lab.

Andere bijdragers

EPFL Centrum voor Quantum Science and Engineering

####

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Medienkontakt

Nik Papageorgiou
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
Kantoor: 41-216-932-105
Contactpersoon voor experts

Tobias J. Kippenberg
EPFL
Kantoor: +41 21 693 44 28
@EPFL_nl
Meer over dit nieuwsbericht

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer:

Gerelateerde Links

Referentie

Gerelateerd nieuws Pers

Nieuws en informatie

$ 900,000 toegekend voor het optimaliseren van apparaten voor het oogsten van grafeenenergie: de toewijding van de WoodNext Foundation aan UofA-natuurkundige Paul Thibado zal worden gebruikt om sensorsystemen te ontwikkelen die compatibel zijn met zes verschillende energiebronnen Januari 12th, 2024

Onderzoekers ontwikkelen een techniek om in water oplosbare nanoclusters van legeringen te synthetiseren Januari 12th, 2024

Rice University lanceert Rice Synthetic Biology Institute om levens te verbeteren Januari 12th, 2024

Eerste directe beeldvorming van kleine edelgasclusters bij kamertemperatuur: nieuwe mogelijkheden in de kwantumtechnologie en de fysica van de gecondenseerde materie geopend door edelgasatomen opgesloten tussen grafeenlagen Januari 12th, 2024

Ontwikkeling van zinkoxide nanopagode-array foto-elektrode: foto-elektrochemische watersplitsende waterstofproductie Januari 12th, 2024

Kwantumfysica

‘Plotselinge dood’ van kwantumfluctuaties tart huidige theorieën over supergeleiding: studie daagt de conventionele wijsheid van supergeleidende kwantumovergangen uit Januari 12th, 2024

Mogelijke toekomsten

Gefocuste ionenbundeltechnologie: één enkel hulpmiddel voor een breed scala aan toepassingen Januari 12th, 2024

Katalytische combo zet CO2 om in vaste koolstofnanovezels: tandem elektrokatalytische-thermokatalytische conversie kan de uitstoot van krachtig broeikasgas helpen compenseren door koolstof op te slaan in een bruikbaar materiaal Januari 12th, 2024

‘Plotselinge dood’ van kwantumfluctuaties tart huidige theorieën over supergeleiding: studie daagt de conventionele wijsheid van supergeleidende kwantumovergangen uit Januari 12th, 2024

Rice University lanceert Rice Synthetic Biology Institute om levens te verbeteren Januari 12th, 2024

ontdekkingen

Gefocuste ionenbundeltechnologie: één enkel hulpmiddel voor een breed scala aan toepassingen Januari 12th, 2024

‘Plotselinge dood’ van kwantumfluctuaties tart huidige theorieën over supergeleiding: studie daagt de conventionele wijsheid van supergeleidende kwantumovergangen uit Januari 12th, 2024

Mededelingen

Onderzoekers ontwikkelen een techniek om in water oplosbare nanoclusters van legeringen te synthetiseren Januari 12th, 2024

Wetenschappers gebruiken warmte om transformaties tussen skyrmionen en antiskyrmionen te creëren Januari 12th, 2024

Ontwikkeling van zinkoxide nanopagode-array foto-elektrode: foto-elektrochemische watersplitsende waterstofproductie Januari 12th, 2024

Interviews / Boekbesprekingen / Essays / Rapporten / Podcasts / Journals / White papers / Posters

Gefocuste ionenbundeltechnologie: één enkel hulpmiddel voor een breed scala aan toepassingen Januari 12th, 2024

‘Plotselinge dood’ van kwantumfluctuaties tart huidige theorieën over supergeleiding: studie daagt de conventionele wijsheid van supergeleidende kwantumovergangen uit Januari 12th, 2024

Lucht- en ruimtevaart

Nieuwe hulpmiddelen zullen helpen bij het bestuderen van de kwantumchemie aan boord van het internationale ruimtestation: professor Nicholas Bigelow uit Rochester hielp bij het ontwikkelen van experimenten die werden uitgevoerd in het Cold Atom Lab van NASA om de fundamentele aard van de wereld om ons heen te onderzoeken November 17th, 2023

Productievooruitgang brengt materiaal weer in zwang Januari 20th, 2023

De National Space Society feliciteert NASA met het succes van Artemis I. De lancering op dezelfde dag van de Hakuto-R maanlandingsmissie zal toekomstige maanbemanningen helpen ondersteunen December 12th, 2022

Trial by wind: testen van de hittebestendigheid van met koolstofvezel versterkte keramische matrixcomposieten met ultrahoge temperatuur: onderzoekers gebruiken een boogwindtunnel om de hittebestendigheid van met koolstofvezel versterkte keramische matrixcomposieten met ultrahoge temperatuur te testen November 18th, 2022

Fotonica / Optica / Lasers

Ontwikkeling van zinkoxide nanopagode-array foto-elektrode: foto-elektrochemische watersplitsende waterstofproductie Januari 12th, 2024

Thermische impact van 3D-stapelende fotonische en elektronische chips: onderzoekers onderzoeken hoe de thermische schade van 3D-integratie kan worden geminimaliseerd December 8th, 2023

Nachtelijke stralingsopwarming met behulp van de atmosfeer November 17th, 2023

Nieuwe laseropstelling onderzoekt metamateriaalstructuren met ultrasnelle pulsen: de techniek zou de ontwikkeling van akoestische lenzen, slagvaste films en andere futuristische materialen kunnen versnellen November 17th, 2023

Quantum nanowetenschap

‘Plotselinge dood’ van kwantumfluctuaties tart huidige theorieën over supergeleiding: studie daagt de conventionele wijsheid van supergeleidende kwantumovergangen uit Januari 12th, 2024

Natuurkundigen 'verstrengelen' voor het eerst individuele moleculen, waardoor de mogelijkheden voor kwantuminformatieverwerking worden versneld: in werk dat zou kunnen leiden tot robuustere kwantumcomputers zijn Princeton-onderzoekers erin geslaagd moleculen tot kwantumverstrengeling te dwingen December 8th, 2023

Hoe een “2D” kwantum-supervloeistof aanvoelt November 3rd, 2023

Er wordt atoom voor atoom een nieuw qubit-platform gecreëerd Oktober 6th, 2023

Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
Bron: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57442