Les matériaux uniques, connus sous le nom d'isolateurs topologiques, sont comme des fils qui ont été retournés, où le courant longe l'extérieur et l'intérieur est isolé.
Les isolateurs topologiques sont importants car ils pourraient être utilisés dans les conceptions de circuits qui permettent à plus de puissance de traitement d'être entassé dans un seul espace sans générer de la chaleur, évitant ainsi le problème de surchauffe des circuits de plus en plus petits d'aujourd'hui.
In their latest work, published in the journal NatureMaterials, the researchers demonstrated a new approach to create the materials that uses a novel, chained, honeycomb lattice design.
Les chercheurs laser ont gravé la conception enchaînée en nid d'abeille sur un échantillon de silice, le matériau couramment utilisé pour faire des circuits photoniques.
Les nœuds de la conception permettent aux chercheurs de moduler le courant sans plier ou étirer les fils photoniques, une caractéristique essentielle nécessaire pour contrôler le flux de lumière et donc les informations dans un circuit.
advertisementLe nouveau matériau photonique surmonte les inconvénients des conceptions topologiques contemporaines qui offraient moins de fonctionnalités et de contrôle, tout en soutenant des longueurs de propagation beaucoup plus longues pour les paquets d'information en minimisant les pertes de puissance.
Les chercheurs envisagent que la nouvelle approche de conception introduite par les isolateurs topologiques bimorphiques mènera à un écart par rapport aux techniques de modulation traditionnelles, apportant la technologie de l'informatique basée sur la lumière à un pas de la réalité.
Les isolateurs topologiques pourraient également un jour conduire à l'informatique quantique, car leurs caractéristiques pourraient être utilisées pour protéger et exploiter des bits d'informations quantiques fragiles, permettant ainsi au traitement des centaines de millions de fois plus rapidement que les ordinateurs conventionnels d'aujourd'hui.
Les chercheurs ont confirmé leurs résultats en utilisant des techniques d'imagerie avancées et des simulations numériques.
"Les isolants topologiques bimorphiques introduisent un nouveau changement de paradigme dans la conception de circuits photoniques en permettant un transport sécurisé de paquets légers avec des pertes minimales", explique Georgios Pyrialakos, chercheur postdoctoral au Collège d'optique et de photonique de l'étude et l'auteur principal de l'étude de l'étude.
Les prochaines étapes de la recherche comprennent l'incorporation de matériaux non linéaires dans le réseau qui pourraient permettre le contrôle actif des régions topologiques, créant ainsi des voies personnalisées pour les paquets légers, explique Demetrios Christodoulides, professeur au Collège d'optique et de photonique et d'étude co-auteur de l'UCF.
La recherche a été financée par la Defense Advanced Research Projects Agency;l'initiative universitaire multidisciplinaire du Bureau de la recherche navale;L'Initiative universitaire multidisciplinaire du bureau de la recherche scientifique de l'Air Force;le u.S.Fondation nationale de la science;La division des mathématiques et des sciences physiques de la Simons Foundation;le w.M.Fondation Keck;la Fondation des sciences binationales américaines-israéliennes;U.S.Laboratoire de recherche de l'Air Force;la Deutsche forschungsgemein-chaft;et la Fondation Alfried Krupp von Bohlen et Halbach.
Study authors also included Julius Beck,Matthias Heinrich, and Lukas J.Maczewsky with the University of Rostock;Mercedeh Khajavikhan with the University of Southern California; and Alexander Szameit with the University of Rostock.
Christodoulides a obtenu son doctorat en optique et photonique de l'Université Johns Hopkins et a rejoint l'UCF en 2002.Pyrialakos a obtenu son doctorat en optique et photonique de l'Université d'Aristote de Thessaloniki - Grèce et a rejoint l'UCF en 2020.
