Слоёный кристалл усиливает свет в семь раз экспресс
Обычный кусок полупроводника слабо меняет цвет проходящего света. Физики десятилетиями обходили это ограничение, помещая кристалл в хитрое окружение, но сам материал оставался прежним.
Теперь исследователи собрали «бутерброд» из чередующихся тонких слоёв арсенида галлия и арсенида алюминия-галлия. Свет, попадая в такой слоёный кристалл, заставляет электроны прыгать между слоями — и в ответ рождается волна с удвоенной частотой. Инфракрасный луч с длиной волны 1550 нанометров превращается в зелёный с длиной 775 нанометров.
Чтобы слои были идеально ровными, учёные делали паузы во время роста кристалла. Электронный микроскоп показал: границы между слоями стали резче, и эффективность выросла. Расчёты обещают ещё больше — до 7 нанометров на вольт для более сложных конструкций.
Такой материал пригодится в квантовой связи: он умеет рождать пары запутанных фотонов на телекоммуникационной длине волны — тех самых, что нужны для защищённой передачи данных.
Переход от инфракрасного к зелёному свету — это удвоение частоты. Если бы звук удваивал частоту так же, нота «до» превращалась бы в «до» следующей октавы.
В сериале «Звёздный путь» квантовая запутанность используется для мгновенной связи; слоёные кристаллы из этой работы могли бы стать источником запутанных фотонов для такой сети.