テクノロジーの未来を変えるためにねじれた光

フィリス・ゼンによるスマートフォンからラップトップまで、電子を使用して情報を運ぶため、当社のデバイスは「エレクトロニクス」と呼ばれます。しかし、電子は技術の未来ではないかもしれません。キリル・コシェレフ博士 オーストラリア国立大学（ANU）の物理学研究学校から、電子の代わりに光子を使用する革新的なアプローチを、ひねりを加えています。左と右の手が互いにミラーリングする方法に似たスピラルのような構造を導入することにより、ナノ構造について、彼のチームは、デバイスが情報を処理および保存するためのまったく新しい方法を作成することを目指しています。「デバイスが小さくなるにつれて、データの保存と処理がより効率的なチップが必要です」と彼は言います。「しかし、より速く、より強力な技術に対する需要が高まるにつれて、従来の電子機器はその限界に達しています。」「光子の重要な利点は、光の速度で移動することです。これは電子よりもはるかに速いです」と彼は言います。「これは、データの処理と伝送速度が速いことを意味します。「光信号は電気信号よりもはるかに少ない熱が生成されるため、エネルギー効率も高くなります。」このアプローチは、フォトニクスの成長分野に基づいています。これは、1970年代の繊維光学データ送信が通信を再構築したときから勢いを増しています。今日、フォトニクスは、レーザー製造、生物学的および化学センシング、医療診断と治療、光学コンピューティングに重要な役割を果たしています。 フォトニックテクノロジーを毎日使用するための商業化の障害の1つはサイズです。フォトニックデバイスは電子カウンターパートよりも大きくなる傾向があり、それらを縮小する傾向があります。この問題を解決するために、Koshelevは、ナノ構造として知られる小さな領域内に光を保存および転送する新しい方法を知らせる基本的な物理的概念に取り組んでおり、髪の毛の幅の幅の5000倍です。「博士号の間に、共鳴と呼ばれる物理的な現象を使用して、ナノ構造に光を保存して操作する方法を探りました」とKoshelev氏は言います。「これは、マイクロ波オーブンが金属の内部を反射して食物を加熱できる強い波を形成する光波を使用する方法に似ています。「私のチームと私は、ナノ構造が光を効率的に保存できるようにし、記録破りのフォトニックデバイスを作成できる特定のサイズと形状を見つけました。」この成果は、コシェレフを獲得しました Clarivateの高度に引用された研究者リストは2024年に- 特に早期の研究者にとっては、まれな名誉です。現在、オーストラリア研究評議会（ARC）のディスカバリーアーリーキャリア研究者賞（DECRA）に支援されているKoshelevは、文字通り、キラリティとして知られる財産であるナノ構造に「ひねり」を追加することで研究をさらに進めています。「簡単に言えば、キラリティとはスパイラルのようなねじれた形を意味します」と彼は言います。「カイラルオブジェクトは常にペアとして表示されますが、左利きと右利きの部分は、物理的および化学的特性では非常に異なる場合があります。」キラリティを紹介することにより、コシェレフと彼のチームは、内部の形にひねりを加えたナノ構造を発明することを目指しています。Koshelev氏によると、光は偏光と呼ばれる特性のためにキラリティをもたらす可能性があります。「円形の偏光波とキラルナノ構造の間の相互作用を使用して光を制御し、情報を通過して処理する特定の光信号を選択的に許可したいと考えています。「キラル構造は、デジタルデータをエンコードするための自然なシステムも提供し、情報ストレージと検索がより簡単かつ効率的になります。」Koshelevは、数学分析の専門知識を活用して、光学的キラリティを自然な限界を超えて押し進める新しい基本的な知識を生み出します。彼はまた、国際的な科学者と協力して、非常に効率的なフォトニックナノマテリアルを生産することを目指して、彼の理論をテストおよび改良することを探しています。「この予想される新しい材料には、電気通信や強力な光学コンピューターから疾患検出のための高度なセンサーまでの広範なアプリケーションがあり、これが私たちの生活、仕事、つながりを変えることができます」とKoshelev氏は言います。そして、それらの日常の電子機器？「将来的には、それらをフォトニクスと呼びます。」 #テクノロジーの未来を変えるためにねじれた光