Недавно исследователи обнаружили аналогичный эффект для гораздо меньших вибрирующих объектов, возбуждаемых световыми волнами. Когда лазерный свет используется для управления движением тонкой жесткой мембраны, он играет роль лука в первоначальном эксперименте Хладни, и мембрана вибрирует в резонансе со светом.
Результирующие паттерны можно визуализировать через массив квантовых точек (КТ), где эти крошечные структуры излучают свет с частотой, которая реагирует на движение. Об этом сообщается на этой неделе в статье Applied Physics Letters, опубликованной AIP Publishing.
Помимо того, что это современный взгляд на старое явление, новое открытие может привести к разработке сенсорных устройств, а также методов управления характеристиками излучения квантовых точек. Поскольку частота света, излучаемого квантовыми точками, коррелирует с движением подлежащей мембраны, можно представить новые устройства для измерения движения, такие как акселерометры. Обратное применение также возможно, поскольку движение нижней мембраны можно использовать для управления частотой света, излучаемого квантовыми точками.
Крошечные устройства в работе, о которой здесь сообщается, состоят из пластика полупроводника толщиной 180 нанометров, подвешенного, как батут, над твердой подложкой. Массив квантовых точек, аналогичный песку в акустическом примере, встроен в срез, толщина которого составляет менее одной десятой процента толщины человеческого волоса.
Второй зондирующий лазер используется для визуализации результирующих резонансов. КТ поглощают зондирующий свет и в ответ излучают второй световой импульс, который улавливается детектором и направляется на дисплей. Полученные в результате образцы удивительно похожи на те, что были визуализированы в оригинальном акустическом эксперименте Хладни, хотя новое устройство полностью управляется светом.Одно из возможных применений этого открытия, по словам Сэма Картера из Военно-морской исследовательской лаборатории, который является одним из авторов статьи, — это ощущать тонкие силы, создаваемые близлежащими плотными объектами. «Скрытые ядерные материалы можно обнаружить, — сказал он, — поскольку для защиты устройств используются плотные материалы, такие как свинец».
Очень плотная защита, необходимая для ядерных материалов, вызывает небольшие гравитационные аномалии и крошечные движения, которые могут быть обнаружены устройством, основанным на принципах, обнаруженных здесь. Исследователи планируют продолжить свою работу изучением электронного спина.
Есть надежда, что методы измерения воздействия на вращение повысят чувствительность устройств.