Исследователи UC San Diego развивают квантовые метаматериалы для оптических технологий нового поколения

В Университете Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продолжаются исследования в области квантовых метаматериалов — одного из ключевых направлений Центра материаловедения и инженерии (MRSEC), финансируемого Национальным научным фондом США (NSF).

Метаматериалы, появившиеся около 25 лет назад, позволяют управлять светом на уровне материала, изменяя его скорость, направление и интенсивность. В частности, они уже нашли применение в медицине, например, для повышения качества и сокращения времени обследования в МРТ.

В начале 2000-х ученые UC San Diego впервые продемонстрировали отрицательный показатель преломления в метаматериалах, создав структуру из медных колец и проводов, которая отклоняла микроволны в противоположном от обычных материалов направлении. Эти эксперименты стали основой для нынешних исследований квантовых метаматериалов.

Современные разработки сосредоточены на использовании наномасштабных квантовых элементов в качестве активных компонентов метаматериалов. Это позволяет создавать более компактные структуры с улучшенными оптическими и электронными характеристиками, которые превосходят традиционные аналоги по скорости и управляемости.

Так, группа под руководством профессора Чжаовэя Лю из инженерного факультета UC San Diego показала, что метаматериал из нескольких металлических квантовых ям способен преобразовывать ультракороткие инфракрасные импульсы в видимый свет с эффективностью, превышающей показатели обычных металлических структур более чем в тысячу раз. Такие квантово-инженерные системы могут стать основой для ультракомпактных оптических вычислительных устройств будущего.

По данным today.ucsd.edu.