Прорыв в квантовом свете может преобразовать технологии

Международная исследовательская группа под руководством профессора Мириам Серены Витиелло достигла прорыва в манипуляции светом, используя топологические изоляторы для генерации как чётных, так и нечётных терагерцовых частот через процесс генерации высоких гармоник (генерация высоких гармоник, HHG). Встраивая эти экзотические квантовые материалы в наноструктурированные резонаторы, команда смогла усиливать свет беспрецедентными способами, подтвердив давно теоретизированные квантовые эффекты.

Исследователи создали специализированные наноструктуры — резонаторы с разрезным кольцом — и интегрировали их с тонкими слоями Bi₂Se₃ и ван-дер-ваальсовыми гетероструктурами. Эти резонаторы значительно усиливали падающий свет, позволив наблюдать генерацию высоких гармоник (HHG) на частотах 6,4 ТГц (чётные) и 9,7 ТГц (нечётные). Эксперимент раскрыл, как симметричная внутренняя часть, так и асимметричная поверхность топологических материалов вносят вклад в генерацию света.

Это достижение не только подтверждает теоретические предсказания, но и закладывает основу для создания компактных терагерцовых источников света, сенсоров и сверхбыстрых оптоэлектронных компонентов. Открытие прокладывает путь к разработке настраиваемых терагерцовых источников света с оптическим управлением, что может преобразовать технологии в области высокоскоростной связи, медицинской визуализации и квантовых вычислений.