`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Алмазный мазер сможет работать при комнатной температуре

+11
голос
Алмазный мазер  сможет работать при комнатной температуре

Мазеры – устройства, работающие в микроволновом диапазоне, появились раньше их оптических аналогов, лазеров, но, в отличие от последних, не смогли достичь сколь-нибудь заметного коммерческого успеха. Газовые мазеры нуждались в высоком вакууме, а полупроводниковые – не работали без охлаждения жидким гелием почти до абсолютного нуля (примерно 4 K).

В новой статье, опубликованной в Nature Communications, сотрудники Китайского университета Гонконга и Штутгартского университета (Германия) предложили концепцию алмазного лазера, способного сохранять когерентность на протяжении нескольких минут при комнатной температуре. Эта особенность может обеспечить ему самые широкие перспективы практического применения – от радаров и высокоточных часов до сверхчувствительной магниторезонансной спектроскопии и малошумных усилителей в системах космических коммуникаций.

Главным основанием для выбора авторами алмаза является то, что спины азотно-замещенных вакансий (NV) в нем имеют рекордно долгое время жизни. Это свойство имеет важнейшее значение для реализации ключевого механизма работы мазера – инверсии заселённости энергетических уровней – когда в возбужденном состоянии находится больше спинов, чем в базовом.

В большинстве твёрдых тел спины при комнатной температуре живут очень недолго (всего пару наносекунд) и не позволяют развиваться необходимой инверсии заселённости. В алмазе спины стабильны порядка пяти миллисекунд, что делает их оптимальным выбором для мазера, работающего при комнатной температуре. Накачка таких спинов может производиться магнитным полем, и несмотря на то, что этот метод затрудняет экспериментальную реализацию устройства, ученые считают, что проблему можно преодолеть, используя коммерчески доступные магниты.

В 2012 г. в журнале Nature, сообщалось о демонстрации первого мазера для комнатных температур. Он был разработан в Великобритании из органического материала (пара-терфенил, легированный пентаценом). Время жизни спина в нем составляло около 0,1 мкс, что примерно в 50 раз меньше, чем в алмазном мазере, если он все-таки будет экспериментально реализован. Пентаценовый мазер малопрактичен, так как его спины не могу достигать базового состояния и застревают в промежуточном, метастабильном. Как результат, малая эффективность и возможность работать только в низкочастотном импульсном режиме.

«Алмазный мазер, в противоположность пентаценовому, может работать при комнатной температуре и в режиме непрерывных волн, – заявил соавтор исследования, профессор физики, Женьбао Лю (Renbao Liu). – Кроме того, алмазный материал очень стабилен при высокоэнергетической накачке, что несвойственно органическим материалам».

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT