Графен был предметом интенсивных исследований как в академических, так и в промышленных условиях из-за его уникальных свойств электропроводности. Как самый тонкий материал, известный человеку, графен по сути двумерен и имеет отличные электронные и фотонные свойства от обычных трехмерных материалов. Исследователи из Университета Purdue показали, что вязкая жидкость графена поддерживает однонаправленные электромагнитные волны на краю. Эти «краевые волны» связаны с новой топологической фазой материи и символизируют фазовый переход в веществе, похожий на переход от твердого тела к жидкости.
Замечательной особенностью этой новой фазы графена является то, что свет распространяется в одном направлении по краю материала и устойчив к беспорядку, дефектам и деформации. Исследователи Purdue использовали этот невзаимный эффект для разработки «топологических циркуляторов» — односторонних маршрутизаторов сигналов, самых маленьких в мире, — которые могли бы стать прорывом для полностью оптической обработки на кристалле.
Циркуляторы являются фундаментальным строительным блоком в интегральных оптических схемах, но они сопротивлялись миниатюризации из-за их громоздких компонентов и узкой полосы пропускания современных технологий. Топологические циркуляторы преодолевают это, будучи одновременно сверхсубволновыми и широкополосными, благодаря уникальной электромагнитной фазе вещества. Приложения включают в себя маршрутизацию информации и взаимодействие между квантовыми и классическими вычислительными системами.
Источник — aobe.