این فناوری در اصل برای بررسی یکی از پدیدههای بنیادی فیزیک کوانتومی طراحی شده بود، اما پژوهشگران معتقدند کاربردهای آن میتواند فراتر از آزمایشگاه باشد و در آینده به توسعه نسل جدید سامانههای اپتوالکترونیکی، حسگرهای دقیق، تجهیزات تصویربرداری، مخابرات نوری و حافظههای اطلاعاتی پرسرعت منجر شود.
در این پژوهش، دانشمندان نشان دادند که تابش همزمان دو پرتو لیزر با طول موجهای متفاوت میتواند جریان منظم الکترونها را درون یک نیمهرسانا ایجاد کند. نکته مهمتر اینکه جهت حرکت این جریان نیز تنها با تغییر قطبش نور قابل کنترل است.
برخلاف سامانههای الکترونیکی متداول که برای حرکت دادن الکترونها به میدان الکتریکی نیاز دارند، در این فناوری نور لیزر مستقیماً نقش هدایتکننده را ایفا میکند و الکترونها را مانند پرتو باریکی در مسیر دلخواه به حرکت درمیآورد.
پژوهشگران عملکرد این سامانه را به فانوس دریایی تشبیه میکنند؛ همانگونه که نور فانوس با چرخش خود مناطق مختلف را روشن میکند، در این فناوری نیز با تغییر ویژگیهای نور لیزر، جهت پرتو الکترونها تغییر میکند و میتوان آن را به سمت دلخواه هدایت کرد.
این رفتار بر پایه پدیدهای کوانتومی به نام تداخل کوانتومی شکل میگیرد. در این فرآیند، دو مسیر متفاوت جذب نور به یک حالت نهایی مشترک منتهی میشوند و در نتیجه، الکترونهایی که در یک جهت حرکت میکنند تقویت شده و سایر مسیرها تضعیف میشوند. حاصل این فرآیند، تشکیل یک جریان باریک و جهتدار از الکترونها است.
ایده ساخت چنین سامانهای سالها پیش بهصورت نظری مطرح شده بود، اما اکنون پژوهشگران دانشگاه میشیگان موفق شدهاند نخستین نمونه عملی آن را بسازند. یکی از دشوارترین مراحل پروژه، حذف کامل میدانهای الکتریکی ناخواسته در فرآیند ساخت دستگاه بود؛ زیرا محققان باید اطمینان حاصل میکردند که حرکت الکترونها صرفاً ناشی از نور لیزر است و هیچ عامل الکتریکی دیگری در آن نقش ندارد.
پژوهشگران معتقدند این دستاورد میتواند در آینده زمینهساز توسعه فناوریهایی باشد که در آنها نور و الکترونیک بهطور مستقیم با یکدیگر ترکیب میشوند. از جمله کاربردهای احتمالی این فناوری میتوان به حسگرهای نوری فوقدقیق، سامانههای مخابراتی پرسرعت، تجهیزات تصویربرداری پیشرفته، انتقال اطلاعات با بازده بالاتر و روشهای جدید رمزگذاری دادهها اشاره کرد.
به گفته محققان، اگرچه این فناوری هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارد، اما نشان میدهد نور لیزر دیگر تنها برای روشن یا خاموش کردن جریان الکتریکی کاربرد ندارد و اکنون میتواند جهت حرکت الکترونها را نیز با دقتی بیسابقه کنترل کند؛ قابلیتی که افقهای تازهای را پیش روی فناوریهای کوانتومی و نیمهرساناها میگشاید. کد مطلب 992010
