Исследователи из Кембриджского и Бирмингемского университетов совершили открытие, которое может иметь значительное влияние на медицинскую диагностику, астрономию и квантовую коммуникацию. Они разработали новый способ удерживать фотоны в среднем инфракрасном диапазоне, используя молекулярные излучатели. Научная работа опубликована в Nature Photonics.
В молекулах существуют связи, которые поддерживают расстояние между атомами и общую структуру. Свет в среднем инфракрасном диапазоне с длиной волн от 3,5 до 5 микрометров вызывает вибрации молекул, подобные колебаниям пружин. Однако при комнатной температуре эти “пружины” двигаются хаотично, что затрудняет их наблюдение.
Существующие детекторы, которые помогают увидеть движение молекул, основаны на охлаждаемых полупроводниковых приборах, но они потребляют большое количество энергии.
Исследователи представили новый способ обнаружения света в инфракрасном диапазоне при комнатной температуре. Они создали крошечный резонатор, в котором собрали молекулярные излучатели.
Резонатор был специально сконструирован таким образом, чтобы колеблющиеся молекулы и электроды взаимодействовали между собой. Благодаря этому свет в среднем инфракрасном диапазоне преобразуется в усиленное и видимое для человеческого глаза свечение.
Маленькие полости в резонаторе улавливают свет и удерживают его в объеме менее одного кубического нанометра, что сравнимо с размером одной молекулы. Этот новый подход получил название MIRVAL – MIR-люминесценция с вибрационным усилением. Команда использовала молекулы, которые могут излучать как инфракрасный, так и видимый свет.
