Международный коллектив ученых из Санкт-Петербурга, Челябинска, Узбекистана и Франции создал светящийся кристалл, который может применяться в квантовых компьютерах, сетях нового поколения и лазерной медицине. О разработке сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ.
Металлорганические каркасы давно считаются одной из перспективных основ для материалов будущего. Такие структуры объединяют свойства металлов и органических соединений, позволяют создавать прочные наноячейки и использовать их в разных направлениях, в том числе для точечной доставки лекарств. Идея создать светящийся металлорганический кристалл появилась из-за потребностей сразу нескольких современных научных и технологических отраслей.
Предполагается, что такой кристалл сможет стать своего рода главным элементом квантового чипа для квантового компьютера. Кроме того, он может помочь обнаруживать физические процессы в инфракрасном диапазоне через видимый спектр, а также упростить создание лазерных хирургических инструментов.
Для решения этой задачи исследователи использовали кристалл металлорганического каркаса на основе эрбия и тримезиновой кислоты. Выяснилось, что его нецентросимметричная структура с ячейкой размером 1 на 1 на 1,4 нанометра обладает очень высокой гиперполяризуемостью. Благодаря этому кристалл способен эффективно смешивать световые волны и распространять их почти в любом направлении.
Во время экспериментов ученые подсвечивали тонкий кристалл размером 50 микрон лазерными импульсами с длиной волны от 800 до 1520 нанометров. На выходе они получали каскад до 32 пиков в спектре от 400 до 750 нанометров. Иначе говоря, исследователи направляли на кристалл невидимый для глаза инфракрасный луч, а результат получали уже в видимом диапазоне — от фиолетового до темно-красного.
В исследовании участвовали сотрудники университета ИТМО, Южно-Уральского государственного университета, а также их коллеги из Лотарингии во Франции и из Узбекистана. Результаты этой работы опубликованы в журнале «Обзоры по лазерам и фотонике», сообщает ТАСС.