Skip to content Skip to navigation

Dünyanın En İnce Aynası

Prof. Dr. Berahitdin Albayrak
27/02/2018 - 09:00

A. İmamoğlu ve P. Back/ETH - Kuantum aynasından yansıyan bir ışın demeti örneği

Harvard Üniversitesi’ndeki (ABD) ve Kuantum Elektronik Enstitüsü’ndeki (Zürih, İsviçre) iki ayrı araştırma ekibi, eş zamanlı olarak dünyadaki en ince aynayı inşa etti. Sadece bir atom genişliğindeki aynalar, MoSe2 (molibdenum diselenid – molibdenum ve selenyum elementlerinin oluşturduğu organik olmayan bir bileşik) moleküllerini içeren bir katmandan oluşuyor. Araştırma sonuçları ile ilgili detaylı makaleler, Physical Review Letters’ta yayımlandı. Zürih’teki araştırma ekibinin üyelerinden Sina Zeytinoğlu ve Ataç İmamoğlu, bu mühendislik başarısıyla sınırların zorlandığını söylüyor.

Silisyum bir taban üzerine inşa edilen Harvard’daki ayna, üzerine gelen ışığın %85’ini, silika (silisyum oksit) üzerine inşa edilen Zürih’teki ayna ise ışığın %45’ini yansıtabiliyor. Araştırmacılar, bu yeni teknolojinin bilgi taşımak için lazer ışınları kullanılan özel sensörler ve bilgisayar çiplerinde önemli rol oynayabileceğini dile getiriyor.

MoSe2’nin bir ayna görevi görebilmesini sağlayan şey, elektronların buna imkân verebilecek çok özel durumlarda bulunabilmesi. Bir atom üzerine gönderilen uygun dalga boyundaki foton bu atomdaki bir elektronu mevcut enerji seviyesinden daha yüksek enerjili bir seviyeye taşıyabilir. Bu durumda düşük enerjili seviyede bir “elektron boşluğu” oluşur. MoSe2 molekülünü çevreleyen elektronlar da benzer şekilde belirli dalga boylarındaki fotonlar ile uyarılabilir ve elektron boşlukları oluşturulabilir.

Elektronlar negatif yüklü, çekirdekte bulunan protonlar ise pozitif yüklü parçacıklardır. Elektron boşlukları, atom çekirdeklerindeki protonlardan bir miktar pozitif yük “kazanır” ve sanki gerçek bir parçacıkmış gibi davranırlar. Çevredeki negatif yüklü elektronlar bu sahte parçacıkları çekme eğilimindedir. Bir elektrondan ve bir elektron boşluğundan oluşan çiftlere eksitonlar denir. Eksitonlar günlük hayatta kullandığımız aynalar gibi, üzerlerine gelen ışığı geri yansıtır.

Araştırmacılara göre üretilen malzeme, küçük bir aynadan çok daha fazlası. Maddeye uygulanan elektrik yüküne bağlı olarak, MoSe2'nin yansıtma oranı artırılıp azaltılabiliyor. Üstelik bu süreç o kadar hızlı gerçekleşiyor ki geliştirilen aynalar yüksek hızlı bilgi işlem uygulamalarında da yararlı olabilir.

İlgili İçerikler

Fizik

James Watt’ın buhar motorunu keşfetmesi Sanayi Devrimi’nin başlangıcı olarak kabul edilir. James Watt, buhar motorunu madenlerde ortaya çıkan suyun dışarı pompalanması için etkili bir yöntem ararken geliştirdi. İlk yazımızda Arşimet, 12. yüzyılda yaşayan el-Cezeri ve 16. yüzyılda yaşayan Takiyüddin’in suyun yukarı taşınması için geliştirdikleri düzenekleri anlatmıştık.

Fizik

Uluslararası bir araştırma grubu, araçların arka kısımlarına hava püskürten cihazlar yerleştirerek hava sürtünmesini azaltmayı başardı. Dr. Ruiying Li ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Physical Review Fluids’te yayımlandı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemelerden güneş enerjisi ile çalışan bir yel değirmeni düzeneği tasarlayarak enerji dönüşümünü gözlemleyeceğiz.

Fizik

Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü ve Zürih Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı, aşırı derecede düşük sıcaklıklara soğutulduğunda bile suyun donmasını engelleyen bir yöntem geliştirdi. 

Fizik

Nano ölçekteki malzemelerin özelliklerinin anlaşılması için gerçekleştirdiği uluslararası düzeyde üstün nitelikli çalışmalarıyla 2018 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’ne layık görülen Doç. Dr. Hasan Şahin ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Gözümüz karanlık veya aydınlık ortamlarda, nesnelerin çok uzakta ya da çok yakında olduğu durumlarda net görüntüler oluşturabiliyor. Etkileyici fotoğraflar çekebilmek içinse fotoğraf makinesinde doğru ayarların yapılması gerekiyor. Gelin, görüntü oluşturma özelliğine sahip olan insan gözü ile fotoğraf makinesini karşılaştıralım.

Fizik

İletken, yüksüz iki levhanın birbirine paralel biçimde boşlukta konumlandırıldığını düşünelim. Klasik elektromanyetik kuram levhalara net bir elektriksel kuvvet etki etmeyeceğini söyler. Ancak gerçekte durum çok daha farklıdır. 

Fizik

Günümüzde sıcaklığı ölçmek hayli kolay. Peki, geçmişte insanlar sıcaklığı nasıl tanımlamıştı ve sıcaklığı nasıl ölçmüşlerdi? Gelin, termometrenin tarihî yolculuğuna birlikte göz atalım.

Fizik

Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde, nişasta ve su kullanarak hazırladığımız oobleck ile üzerine kuvvet uygulandığında akışkanlığı değişen yani bazen sıvı bazen de katı gibi davranan maddelerin özelliklerini inceliyoruz.

Fizik

Bir önceki yazımızda kuantum bilgisayarlardan bahsetmiştik. Bu yazımızda ise kuatum bilgisayarlarda bilginin kodlandığı ve işlendiği temel birimler olan kübitlere değineceğiz.