Гибридные нелинейные эффекты в фотонных интегральных схемах

Современные фотонные чипы позволяют размещать сложные оптические функции на устройствах размером меньше ногтя. Они все чаще используются для генерации, управления и измерения света в самых разных областях применения, от связи до сенсорики. Однако большинство таких чипов используют один и тот же материал для выполнения основной работы, что ограничивает диапазон оптических эффектов, которые они могут производить. В данной работе учёные продемонстрировали другой подход: использование двух материалов для совместной работы. Как сообщается в журнале Advanced Photonics, физики объединили два нелинейных оптических эффекта, которые обычно возникают по отдельности. В их устройстве было использовано ядро из нитрида кремния для генерации оптических частотных гребенок, в то время как окружающий слой диоксида кремния производил рамановское рассеяние. Объединив преимущества обоих материалов, команда создала новый тип интегрированного фотонного устройства, способного генерировать широкий диапазон частот света на одном чипе.

Секрет квантового поведения водорода кроется в симметрии

В статье, недавно опубликованной в журнале Nature Communications, учёные из Института промышленных наук Токийского университета обнаружили ключевой элемент головоломки с водородом (ведет себя по-разному в присутствии ванадия). Объединив измерения структуры и диффузии водорода с квантово-механическими расчетами, было выяснено, что именно кристаллическая симметрия определяет как ведёт себя водород внутри ванадия — как квантовая волна или как классическая частица.

Двухзонная сверхпроводимость в многослойных NbSe₂ и TaS₂

Один из наиболее широко изученных сверхпроводников, диселенид ниобия (NbSe₂), казался довольно простым в разделении на несколько атомных слоев. Эксперименты показали, что он ведет себя как сверхпроводник с единственной энергетической щелью. Однако учёные подозревали, что за этим кроется нечто большее. Используя туннельную спектроскопию, было обнаружено, что материал ведет себя вовсе не как простой сверхпроводник одного порядка — он скрывает два разных сверхпроводящих порядка, которые взаимодействуют настолько сильно, что кажутся одним целым. Такое же скрытое поведение было обнаружено и в другом близкородственном материале, TaS₂. Работа была опубликована в журнале Physical Review Letters.

Визуализация разориентации и деформации отдельных дислокаций в GaN с помощью дифракции обратнорассеянных электронов

Учёные из Ливерпульского университета и Университета Стратклайда, продемонстрировали эффективный способ выявления мельчайших кристаллических дефектов, которые могут снижать эффективность светодиодных материалов. Это достижение может помочь лучше понять, как образуются эти дефекты, и способствовать разработке более эффективных электронных и оптоэлектронных устройств. Работа опубликована в журнале Acta Materialia.

Модель магнитного октуполя описывает движение доменных стенок в неколлинеарных антиферромагнетиках

Физики из Инженерного колледжа Грейнджера при Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн разработали первую микромагнитную модель антиферромагнетиков, основанную на магнитных мультиполях. Работа, опубликованная в журнале Applied Physics Reviews, показывает обобщенная модель обеспечивает теоретическую и вычислительную основу для проектирования будущих спинтронных устройств, изготовленных из антиферромагнитных материалов.

Получен 80-атомный борный фуллерен бакибол

Ученые из Университета Брауна представили первые экспериментальные доказательства существования молекулы «бакибол», состоящей из 80 атомов бора. Новая структура является родственницей углеродного бакибола, известного как бакминстерфуллерен — молекулы в форме футбольного мяча, состоящей из 60 атомов углерода, которая способствовала началу революции в нанотехнологиях. Доказательства существования новой наноструктуры получены с помощью фотоэлектронной спектроскопии. Исследование опубликовано в журнале Chemical Science.

Использование сил Ван дер Ваальса для регулирования физических и электронных свойств тонких ферроэлектрических пленок

Учёные продемонстрировали возможность использования сил Ван дер Ваальса для регулирования физических и электронных свойств тонких ферроэлектрических пленок. Эта работа открывает двери для новых методов проектирования материалов, используемых в более компактных и энергоэффективных электронных устройствах. Работа опубликована в журнале ACS Nano.

Фотоиндуцированные переходы металл-изолятор в двумерных муаровых устройствах

Переключаясь между различными физическими состояниями, многие квантовые материалы претерпевают так называемые фазовые переходы, которые изменяют в них характер движения электронов. Ранее в квантовых материалах был продемонстрирован переход от изоляционных состояний к металлическим состояниям посредством фотовозбуждения (т.е. возбуждением электронов с помощью света). Однако обратный переход (используя только свет), от металлического к изоляционному состоянию, до сих пор было трудно осуществить. Исследователи из Колумбийского университета в сотрудничестве с Калифорнийским университетом в Риверсайде недавно продемонстрировали сверхбыстрый фотоиндуцированный переход металл-изолятор в двумерных (2D) муаровых гетероструктурах — квантовых материалах, состоящих из 2D-слоев, расположенных друг над другом с небольшим смещением между ними. Их статья, опубликованная в журнале Physical Review Letters, может открыть новые захватывающие перспективы для развития квантовых технологий и сверхбыстрых оптических устройств.

Физики смогли измерить время жизни магнонов до 18 микросекунд

Физикам удалось привести магноны в такое состояние, при котором время жизни магнонов увеличилось почти в 100 раз. Магноны, имеющие время жизни 18 микросекунд, превращаются из промежуточных звеньев с потерями в надежные квантовые запоминающие устройства и каналы связи с низкими потерями на чипе. Долгоживущие магноны становятся надежными носителями квантовой информации, сравнимыми со сверхпроводящими кубитами, используемыми в современных ведущих квантовых процессорах. Результаты исследования недавно были опубликованы в журнале Science Advances.

Лазерный метод позволяет синтезировать тонкие пленки квантовых материалов при температуре 3000 Кельвинов

Нанесение чрезвычайно тонких слоев материалов равномерным и однородным способом имеет решающее значение для производства полупроводников, которые являются основой современной электроники. Не все материалы можно легко осаждать в виде таких тонких слоев, например, материалы с очень высокими температурами плавления. Учёные из Калифорнийского технологического института под руководством Остина Миннича, профессора машиностроения и прикладной физики и заместителя председателя Отдела инженерии и прикладных наук, продемонстрировали лазерный метод получения тонких пленок таких материалов, как ниобий. Эта работа может оказать непосредственное влияние на сверхпроводящую электронику, используемую в квантовых компьютерах. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters.