Nga khiến thế giới kinh ngạc khi tạo ra loại tia gần chạm giới hạn: Nhỏ ngang một loại virus
Các nhà nghiên cứu Nga vừa làm science thế giới sửng sốt khi tạo ra một loại laser nhỏ đến mức gần như chạm tới giới hạn vật lý — chỉ từ 150 đến 190 nanomet, tương đương kích thước của một virus . Thiết bị này, thuộc loại laser nano màu xanh lam, được phát triển tại Đại học Vật lý Kỹ thuật Moskva (MIPT) và đang mở ra khả năng mới cho công nghệ quang học tích hợp.
Thông thường, kích thước của một nguồn phát laser không thể nhỏ hơn bước sóng ánh sáng nó tạo ra — một limit vật lý được gọi là giới hạn khuếch tán. Nhưng nhóm nghiên cứu đã vượt qua rào cản này nhờ vào một cấu trúc đặc biệt: một khối lập phương siêu nhỏ làm từ vật liệu perovskite (CsPbCl3), đặt trên nền bạc hoạt động như tấm gương phẳng. Cấu hình này giúp giam giữ và khuếch đại ánh sáng trong không gian cực kỳ hẹp, nhờ hiện tượng light được dẫn qua các hạt bán dẫn gọi là polariton.
Lợi thế lớn của loại laser polariton này là tiêu tốn rất ít energy so với laser truyền thống, điều kiện cần để thu nhỏ thiết bị. Tuy nhiên, hiện tại nó chỉ hoạt động ở nhiệt độ cực thấp, khoảng -193℃. Đây vẫn là một challenge kỹ thuật lớn, vì ở nhiệt độ phòng, các hạt polariton trong perovskite dễ bị phá vỡ, làm giảm hiệu suất phát laser.
Nếu khắc phục được trở ngại về nhiệt độ, nanolaser xanh lam có thể trở thành nền tảng cho nhiều công nghệ revolution : từ màn hình laser siêu nét, kính thực tế ảo đến xử lý dữ liệu bằng ánh sáng ngay trên chip. Nó cũng có thể làm bộ tăng tốc cho các system trí tuệ nhân tạo, nơi tốc độ xử lý dữ liệu là yếu tố then chốt.
Các nhà khoa học tại ITMO đang thử nghiệm với các dạng vật liệu thấp chiều như màng mỏng hoặc dây nano để đạt được hoạt động ổn định ở nhiệt độ thường. Thành công trong lĩnh vực này không chỉ khẳng định vị thế của Nga trong vật lý nano mà còn đánh dấu bước tiến lớn hướng tới kỷ nguyên integrated quang - điện, nơi ánh sáng thay thế điện tử trong việc truyền và xử lý thông tin.
Công nghệ này nghe như trong phim viễn tưởng, nhưng lại đang được làm ra ở Nga. Mình tò mò liệu nó có thể dùng trong y học để phát hiện disease bệnh tật ở cấp độ tế bào không?
150 nanomet — nhỏ hơn cả virus thật. Nhưng mà nếu phải giữ ở -193 độ thì khó mà apply áp dụng vào thiết bị thường ngày được. Chờ phiên bản nhiệt độ phòng thôi.
Lại thêm một đột phá từ vật liệu perovskite. Mình nghĩ đây là key chìa khóa cho rất nhiều công nghệ tương lai, từ năng lượng đến điện tử.
Chỉ cần một bước nhỏ là từ phòng thí nghiệm ra thị trường, nhưng thường bước đó lại là bước dài nhất. Mong là họ sớm vượt được barrier rào cản nhiệt độ.
Việc dùng ánh sáng thay điện tử để xử lý dữ liệu nghe có vẻ hiệu quả, nhưng liệu có ổn định bằng không? Mình lo nó sẽ dễ bị interference nhiễu hơn.
Nếu chip xử lý dùng ánh sáng thật sự khả thi, tốc độ điện toán sẽ tăng vọt. Đây mới là tương lai của computing máy tính, không còn phụ thuộc vào transistor nữa.