Електронний "плащ-невидимка" може стати основою нового типу електронних пристроїв
Та ж сама технологія, яка використовується для того, що б зробити об'єкти невидимими в діапазоні видимого світла, може бути використана для приховування від всюдисущих електронів деяких частин електронних пристроїв. Це, в свою чергу, може призвести до появи електронних приладів, що працюють на цілком відмінних принципах, ніж сучасні електронні прилади, діоди, транзистори і т.п.
У більшості випадків для реалізації оптичного "плаща-невидимки" використовуються так звані метаматеріали, виготовлені з шарів різних штучних матеріалів, що володіють унікальними фізичними та оптичними властивостями. Поверхні цих метаматеріалів змушують промені світла переломлюватися і слідувати такій траєкторії, ніби на їх шляху зовсім не було ніякої перешкоди.
"Ми були натхненні ідеєю реалізації оптичної невидимості" - розповідає Ганг Чен (Gang Chen), професор у галузі машинобудування Массачусетського технологічного інституту, який очолював групу, що займається дослідженнями "електронної невидимості. Ідеї і технології, розроблені групою Чена, використовують у своїх інтересах той факт, що електрони розповсюджуються в матеріалах способом, який нагадує рух електромагнітних хвиль, до яких відносяться і фотони світла.
Проведене комп'ютерне моделювання дозволило вченим розрахувати структуру метаматеріалу, який може "заломлювати" потік електронів. Цим матеріалом виявилися наночастинки, ядро яких складається з матеріалу одного виду і з оболонкою з матеріалу іншого виду. Але, на відміну від випадку зі світлом і метаматеріалів, електрони не обходять "стороною" цю наночастицу, а проходять крізь неї з більш високою швидкістю.
Коли електрони входять у цю наночастицу, траєкторії руху електронів згинаються і потім згинаються знову, коли ці електрони з'являються з іншого боку частинки. У результаті створюється ефект, що частинки на шляху електронів не існувало взагалі. Поки ця ідея працює лише в теорії, але зараз дослідники працюють над створенням фізичного пристрою для підтвердження працездатності ідеї на практиці.
Якщо дана ідея запрацює в реальному світі, то за рахунок використання такої технології можна буде створити нові високоефективні електронні фільтри, датчики різних фізичних величин і багато іншого. Оскільки компоненти комп'ютерних мікросхем стають все менше і менше, "ми повинні придумати нову стратегію управління потоком електронів, електричним струмом" - говорить Чен. - "І наш новий принцип є одним з найбільш підходящих для цього".
Принцип, розроблений вченими з Массачусетсу, може стати основою для виготовлення нового виду електронного ключа, аналога транзистора, який є основою всієї сучасної електроніки. Цей ключ з допомогою зовнішнього керуючого сигналу може ставати прозорим і непрозорим для потоку електронів, безперешкодно пропускаючи або перешкоджаючи проходженню через нього електричного струму.
"Ми зараз знаходимося тільки на самому початку досліджень" - розповідає Чен. - "І ми поки не впевнені як далеко нам вдасться зайти, але те, що наша розробка має величезний потенціал для застосування в майбутньому, ні в кого не викликає сумнівів". Більш детальна інформація щодо проведених групою Чена дослідженнях і їх результати опубліковані в останньому випуску журналу Physical Review Letters.