Использование мощных лазеров может больше не потребоваться: ученые изучают баллистические электроны

В современном мире, где высокоскоростные коммуникации и миниатюрная электроника становятся все более распространенными, ученые из Национального университета Сингапура (NUS) и Сингапурского университета технологии и дизайна (SUTD) предложили революционный способ управления светом, основанный на геометрии самой материи.

В их исследовании «Нелинейно-оптические резонансы при баллистическом перемещении электронов», опубликованном в журнале ACS Nano, показано, что баллистические электроны — движущиеся подобно крошечным бильярдным шарам — могут генерировать нелинейные оптические сигналы без использования мощных лазеров или сложных материалов.

Идея заключается в том, что при правильной наноформировке структуры можно направлять электроны так, чтобы удваивать частоту падающего света. Для этого используют оптические резонаторы в форме галстуков-бабочек, которые направляют электроны через узкие переходы. Гладкие поверхности резонаторов обеспечивают зеркальное рассеяние электронов, что позволяет им асимметрично перемещаться и генерировать свет с удвоенной частотой — вторую гармонику. Такой эффект достигается при значительно меньших напряженностях поля — в 1000–10 000 раз ниже, чем требуется по традиционным методам.

Работа демонстрирует, как пересмотр инструментов физики плазмы может привести к новым открытиям в нанофотонике, расширяя возможности управления светом на наноуровне. В будущем такие технологии могут стать основой для компактных, энергоэффективных устройств следующего поколения. Автор: Аида Амирова