دانشمندان نوعی ابزار ساطع‌کننده نور فوق‌سریع ارائه داده‌اند که در هر ثانیه می‌تواند 90 میلیارد بار نوسان کرده و اساس محاسبات نوری را شکل دهد.

 محققان دانشگاه دوک در این ابزار، نقاط کوانتومی نیمه‌رسانا را وادار کردند نور را با بسامد بیش از 90 گیگاهرتز ساطع کنند.

این سیستم را می‌توان روزی در تراشه‌های محاسباتی نوری یا برای ارتباطات نوری بین میکروتراشه‌های الکترونیکی معمولی به کار برد.

رکورد سرعت جدید با استفاده از علم پلاسمونیک انجام شد. زمانی که یک لیزر بر روی سطح یک مکعب نقره‌ای با عرض 75 نانومتر تابیده می‌شود، الکترون‌های آزاد موجود بر روی سطح آن شروع به نوسان‌کردن در قالب یک موج می‌کنند. این نوسانات، نوری خلق می‌کنند که دوباره با الکترون‌های آزاد واکنش نشان می‌دهد و انرژی به دام‌افتاده در سطح نانومکعب در این حالت پلاسمون نامیده می‌شود.

در ابزار ابداعی، پلاسمون، میدان الکترومغناطیسی شدیدی را بین نانومکعب نقره‌ای و ورقه‌ای نازک و متشکل از طلا ایجاد می‌کند که فقط 20 اتم از آن فاصله دارد. این میدان با نقاط کوانتومی تعامل برقرار می‌کند و نقاط کوانتومی به نوبه خود انتشارات جهت‌مند و کارآمدی از فوتون‌ها را تولید می‌کنند که با فرکانس بیش از 90 گیگاهرتز می‌توان آن‌ها را خاموش و روشن کرد.

به نوشته فیزورگ،‌ دانشمندان به دنبال استفاده از علم پلاسمونیک برای تولید یک منبع فوتون منفرد و نیز قراردادن دقیق و جهت‌دادن نقاط کوانتومی برای تولید سریع‌ترین سرعت‌های فلورسنس ممکن هستند.

این تحقیق علاوه بر کاربردهای فناورانه بالقوه نشان می‌دهد که مواد شناخته‌شده نباید به ویژگی‌های ذاتی‌شان محدود شوند و محققان با دستکاری محیط پیرامون یک ماده، مانند آنچه در این تحقیق درباره نقاط کوانتومی نیمه‌رسانا انجام شد، می‌توانند موادی با طراحی جدید را با هر نوع ویژگی مطلوب تولید کنند.

جزئیات این تحقیق در مجله Nature Communications ارائه شده است.