Club del giornale
ESERCIZIO 2014.
- Lun 15 dic, 12:15 (40 minuti).
- 14-216
- Jiro Nishimura
- Una memoria a singolo atomo guidata dalla corrente
- Nature nanotechnology 8, 645-648 (2014).
- C. Schirm, M. Matt, F. Pauly, J. C. Cuevas, P. Nielaba e E. Scheer
Presentato da.
La richiesta di un'elevata integrazione dei dispositivi e di un basso consumo energetico ha portato alla necessità di componenti elettronici su scala nanometrica. In questo studio è stato realizzato un interruttore atomico formando un contatto di alluminio di dimensioni atomiche sul collo di un filo di alluminio. Questo si basa sulla variazione della conducibilità elettrica causata da un cambiamento nella posizione degli atomi, chiamata elettromigrazione, che si verifica quando una corrente elettrica viene applicata al contatto. In questa ricerca, la bistabilità della conduttività elettrica viene utilizzata anche per applicazioni di memoria.
- Giovedì 11 dicembre, ore 12:15 (40 minuti)
- DS53 (14-513)
- Ryusuke Saito
- Imaging dell'ischemia cerebrale mediante nanoparticelle d'oro cresciute su nanoarray casuali di boehmite trasparente.
- ACS Nano 8, 5622-5632 (2014).
- Shogo Yamazoe, Masayuki Naya, Megumi Shiota, Takayuki Morikawa, Akiko Kubo, Takeharu Tani, Takako Hishiki, Tadashi Horiuchi, Makoto Suematsu e Mayumi Kajimura
Presentato da.
Il ruolo delle molecole di gas nel metabolismo degli organismi viventi, quando e dove, è ancora in gran parte sconosciuto. Ciò è dovuto alla natura dei gas stessi e alla difficoltà della loro misurazione. La luce di diffusione Raman viene spesso utilizzata per rilevare le molecole di gas, ma l'intensità della luce di diffusione Raman è debole e difficile da rilevare. In questo lavoro, un nuovo dispositivo per la misurazione e la mappatura degli spettri Raman di sezioni di cervello di topo utilizzando il Serface Enhanced Raman Scattering (SERS) è stato fabbricato con successo a un costo ridotto e in modo semplificato.
- Martedì 9 dicembre, ore 12:15 (40 minuti)
- 14-212
- Yosuke Nakagawa
- Fotoni ottomeccanici che fanno la spola tra cavità fotoniche.
- Nature nanotechnology 9, 913-919 (2014)
- Huan Li e Mo Li
Presentato da.
Recentemente è stata studiata l'optomeccanica basata sulla pressione della radiazione ottica, ma il suo funzionamento è considerato molto piccolo (pochi nm) e non adatto alle applicazioni. In questo lavoro, è stata fabbricata una struttura "photon see-saw" e due risonatori sono stati accoppiati con successo e i fotoni sono stati scambiati utilizzando la rotazione optomeccanica.
- Venerdì 28 novembre, ore 12:15 (40 minuti).
- 14-211
- Chen, Tzu-lun.
- Generazione deterministica e robusta di singoli fotoni da un singolo punto quantico con indistinguibilità 99,5% mediante passaggio rapido adiabatico
- Nano Lett. 14 (11), pp 6515-6519 (2014).
- Yu-Jia Wei, Yu-Ming He, Ming-Cheng Chen, Yi-Nan Hu, Yu He, Dian Wu, Christian Schneider, Martin Kamp, Sven Höfling, Chao-Yang Lu e Jian-Wei Pan
Presentato da.
Lo sviluppo di una sorgente stabile di fotoni singoli è una sfida importante per le comunicazioni quantistiche. I punti quantici rappresentano una soluzione a questo problema. La stabilità della generazione di fotoni singoli dipende fortemente dall'intensità del laser, poiché si verificano oscillazioni Rabi nel numero di fotoni singoli generati a causa di cambiamenti nell'area dell'impulso. In questo studio, i fotoni singoli sono stati generati in modo stabile utilizzando la tecnica Adiabatic Rapid Passage, in cui viene applicato un chirping positivo all'impulso incidente, e i fotoni singoli della stessa natura sono stati generati in modo continuo con una probabilità di 99,51 TP3T, come confermato dal test di Hong Ou Mandel. I risultati sono stati confermati dall'interferenza di Hong Ou Mandel.
- Giovedì 20 novembre, ore 12:15 (40 minuti)
- DR8 (14-212)
- Sho Tamaki
- Controllo ottico coerente dell'oscillazione Rabi
- Nature Photonics, 5, ottobre (2014).
- Ranojoy Bose, Tao Cai, Kaushik Roy Choudhury, Glenn S. Solomon e Edo Waks
Presentato da.
I QED a cavità sono un concetto ben noto nella comunicazione quantistica, dove possono essere utilizzati come sorgente di fotoni singoli e per lo scambio ottico di stati quantistici. Gli atomi in un QED a cavità presentano sempre oscillazioni Rabi, che si muovono costantemente tra il livello eccitato e il livello di riferimento. Si pensa che la comunicazione di informazioni quantistiche possa essere controllata attraverso il controllo di queste oscillazioni. Tuttavia, mentre questo controllo è stato ottenuto nel regime delle microonde, non è stato raggiunto nel regime delle frequenze ottiche. Questo articolo descrive come è stato ottenuto utilizzando i cristalli fotonici e l'effetto Stark shift.
- Martedì 11 novembre, ore 12:15 (40 minuti)
- 14-212
- Tomoya Kobatake
- Imaging quantistico con fotoni non rilevati
- Nature, 512, 409 (2014).
- Gabriela Barreto Lemos, Victoria Borish, Garrett D. Cole, Sven Ramelow, Radek Lapkiewicz & Anton Zeilinger
Presentato da.
In meccanica quantistica, la capacità di identificare gli stati di sovrapposizione determina la presenza o meno dell'interferenza quantistica. Inoltre, osservando uno degli stati quantistici entangled, è possibile conoscere l'altro stato. In questo articolo presentiamo il concetto di imaging quantistico, che sfrutta queste due interessanti proprietà. In particolare, si tratta di un sistema che consente di rilevare le immagini dell'oggetto, senza rilevare la luce stessa che interagisce con l'oggetto. Ciò dovrebbe ampliare la scelta dei rivelatori e delle sorgenti luminose. Inoltre, questo metodo ha il vantaggio, rispetto ad altri metodi di imaging quantistico, di non dover eseguire misure di coincidenza.
- Giovedì 6 novembre, ore 12:15 (40 minuti)
- 14-211
- Jiro Nishimura
- Metamateriali digitali
- Nature Materials 4082 (2014).
- Cristian Della Giovampaola e Nader Engheta
Presentato da.
Si prevede che i metamateriali saranno applicati alla tecnologia di occultamento e alle iperlenti, ma il loro comportamento è determinato dai materiali che li compongono e dal modo in cui sono disposti, per cui è stato considerato difficile fabbricare materiali che richiedono elevati indici di rifrazione e altri materiali che raramente esistono in natura. In questo lavoro dimostriamo che è possibile creare byte metamateriali con qualsiasi costante dielettrica combinando solo due materiali chiamati bit metamateriali e che è possibile fabbricare iperlenti disponendoli in modo appropriato.
- Ven 31 ottobre 12:15 (40 minuti)
- 14-211
- Ryusuke Saito
- Dispositivi fotonici flessibili integrati in vetro calcogenuro
- Nature photonics , 8, 643-649 (2014)
- Lan Li, Hongtao Lin, Shutao Qiao, Yi Zou, Sylvain Danto, Kathleen Richardson, David Musgraves, Nanshu Lu & Juejun Hu
Presentato da.
La fabbricazione di dispositivi fotonici su substrati plastici sottili e morbidi è utile per applicazioni come i sensori che possono essere utilizzati sulla superficie della pelle umana, ma i metodi di fabbricazione convenzionali sono difficili da integrare in modi complessi e hanno capacità limitate. Nel presente lavoro, gli autori hanno fabbricato dispositivi fotonici morbidi in un unico pezzo utilizzando vetri calcogenuri con un elevato contrasto di indice di rifrazione. Si prevede che lo sviluppo di questa tecnologia possa essere applicato a vari dispositivi fotonici. In questa presentazione verranno illustrati alcuni esperimenti condotti con questa tecnica.
- Lun 22 settembre 12:15 (40 minuti)
- 14-216
- Ryota Fushimi
- Elementi ottici metasuperficiali a gradiente dielettrico
- Scienza 18, 345, 6149, 298-302 (2014)
- D. Lin, P. Fan, E. Hasman e M. L. Brongersma
Presentato da.
Sebbene siano già state studiate lenti a film ultrasottile in oro basate su metamateriali, questo studio progetta e crea una lente a film ultrasottile utilizzando solo il silicio, con vantaggi in termini di semplicità del processo ed efficienza economica. Normalmente, i fronti d'onda vengono modellati modulando spazialmente la fase da 0 a 2π, ma in questo studio la lente viene progettata combinando la modulazione da 0 a π e la polarizzazione circolare. Nel corso della presentazione verranno presentate anche altre ricerche sulle lenti a film ultrasottile fabbricate su base di silicio.
- Venerdì 12 settembre, ore 16:00 (40 minuti)
- 14-216
- Tomohiro Tetsumoto
- Spostamento di fase non reciproco indotto da un flusso magnetico efficace per la luce.
- Nature photonics 8, 701-705 (2014)
- L. D. Tzuang, K. Fang, P. Nussenzveig, S. Fan e M. Lipson
Presentato da.
I fotoni sono particelle neutre che non interagiscono direttamente con i campi magnetici, ma recenti studi teorici hanno dimostrato che può esistere un campo magnetico effettivo per i fotoni se la fase della luce cambia con la direzione di propagazione. Nel presente studio, l'effetto di questo campo magnetico effettivo è stato osservato sperimentalmente utilizzando un interferometro di tipo Ramsey al silicio. Un flusso magnetico efficace compreso tra 0 e 2π corrispondente a uno sfasamento non reciproco di 2π con un rapporto di estinzione delle frange di interferenza di 2,4 dB è stato ottenuto a una lunghezza dell'interferometro di 8,35 mm, che è paragonabile a quella ottenuta in dispositivi integrati monolitici che utilizzano comuni materiali magneto-ottici. La presentazione illustrerà anche il lavoro teorico sui campi magnetici efficaci di S. Fan et al.
- Mercoledì 3 settembre, ore 17:00 (40 minuti)
- 14-216
- Yosuke Nakagawa
- Cattura di un'onda terahertz in una lastra di cristallo fotonico
- Nature photonics 8, 657-663 (2014)
- Ryoma Kakimi, Masayuki Fujita, Masaya Nagai, Masaaki Ashida, Tadao Nagatuma
Presentato da.
Si prevede che la luce terahertz sarà utilizzata per il rilevamento e la comunicazione wireless, ma i dispositivi utilizzati per il rilevamento hanno un problema di dimensioni. Sono state condotte ricerche sul rilevamento della luce terahertz con dispositivi minuscoli che utilizzano metamateriali, ma la larghezza di banda di frequenza rilevabile è troppo stretta. In questo lavoro si utilizzano cristalli fotonici e si apportano alcuni miglioramenti alla struttura per consentire il rilevamento in un'ampia banda di frequenza in dispositivi di piccole dimensioni.
- Giovedì 28 agosto, ore 9:00 (40 minuti)
- Sala conferenze del Dipartimento di Ingegneria Elettronica
- Chen, Tzu-lun.
- Manipolazione dinamica di risonatori nanomeccanici in un regime di alta ampiezza e funzionamento della memoria meccanica non volatile.
- N.nanotechnology 6, 726-732 (2011).
- Mahmood Bagheri, Menno Poot, o Li, Wolfram P. H. Pernice e Hong X. Tang
Presentato da.
Negli ultimi anni, la ricerca sulla comunicazione di informazioni tramite la luce è progredita e la memoria ottica di segnali che utilizza micro-risonatori ottici e EIT ha attirato molta attenzione. In questa ricerca è stato dimostrato che lo stato meccanico della struttura del dispositivo può essere modificato controllando la luce incidente sul dispositivo e che, identificando e memorizzando i segnali in base a questa differenza di stato, è stato possibile migliorare il tempo di memorizzazione dei segnali e il funzionamento a temperatura ambiente.
- Mer 30 luglio, 11:30 (40 minuti).
- 14-212 (DR2)
- Sho Tamaki
- Vedere una singola molecola vibrare attraverso lo scattering Raman coerente anti-stokes risolto nel tempo
- n.photon 10, 142 (2014).
- Steven Yampolsky, Dmitry A. Fishman, Shirshendu Dey, Eero, Hulkko, Mayukh Banik, Eric O. Potma e Vartkess A. Aplarian
Presentato da.
La rilevazione ottica di piccole unità come molecole o atomi è stata dimostrata a temperatura criogenica mediante diffusione Raman, assorbimento, fluoresenza, ecc. Tuttavia, ciò che viene già rilevato è l'insieme dei segnali di singole molecole, che decade rapidamente nell'ordine dei picosecondi a causa della decoerenza dei segnali emessi. Pertanto, il vero significato del rilevamento delle vibrazioni di una singola molecola è riportato per la prima volta in questo articolo. Questa volta la conferenza sarà tenuta in inglese per motivi personali.
- Venerdì 25 luglio, ore 12:15 (40 minuti)
- 14-613 (DS63)
- Tomoya Kobatake
- Trasmissione di dati nello spazio libero a terabit utilizzando il multiplexing del momento angolare orbitale.
- n.photon 6, 138 (2012).
- Jian Wang, Jeng-Yuan Yang, Irfan M. Fazal, Nisar Ahmed, Yan Yan, Hao Huang, Yongxiong Ren, Yang Yue, Samuel Dolinar, Moshe Tur e Alan E. Willner
Presentato da.
Negli ultimi anni sono aumentate le enormi quantità di trasmissione di dati, come il download di video, e si desidera una maggiore capacità di comunicazione. Nelle comunicazioni ottiche, per aumentare la capacità di trasmissione sono stati presi in considerazione vari metodi di multiplazione, come la multiplazione a divisione di lunghezza d'onda, la multiplazione a divisione di tempo e la multiplazione a divisione di polarizzazione. In questo studio, la frequenza angolare orbitale viene utilizzata come elemento aggiuntivo che può essere aggiunto a questi metodi di multiplazione, e la multiplazione insieme alla polarizzazione ha realizzato comunicazioni ad alta capacità dell'ordine dei terabit.
- Martedì 8 luglio, ore 12:15 (40 minuti)
- 14-211
- Jiro Nishimura
- Sensibilità di un singolo nanocristallo ottenuta mediante luminescenza upconversion potenziata.
- Nature Nanotechnology 8, 729-733 (2013)
- J. Zhao, D. Jin, P. Schartner, Y. Lu, Y. Liu, A. V. Zvyagin, L. Zhang, J. M. Dawes, P. Xi, J. A. Piper, E. M. Goldys & T. M. Monro
Presentato da.
Le nanoparticelle a conversione ascendente sono in grado di convertire la luce infrarossa in luce visibile e dovrebbero essere utilizzate nelle celle solari e nell'imaging ecologico. Per funzionare come nanoparticelle a conversione ascendente, devono essere drogate con un sensibilizzatore che assorbe la luce infrarossa e un attivatore che emette luce visibile. L'intensità della luce visibile emessa dipende dalla quantità di attivatore e ricerche precedenti hanno già dimostrato che esiste una quantità ottimale di attivatore. Ciò significa che l'intensità della luce visibile emessa dalle nanoparticelle è considerata dal pubblico intrinsecamente limitata. In questo lavoro è stato studiato un metodo per superare questo limite ed è stata ottenuta con successo un'emissione di luce visibile 70 volte più forte dell'intensità di emissione considerata massima in passato.
- Martedì 1 luglio, 12:15 (40 minuti)
- 14-211
- Ryusuke Saito
- Realizzazione di un sensore optofluidico integrato ad alto fattore di qualità (high-Q) mediante microlavorazione laser a femtosecondi.
- Optics Express 22, 14792-14802 (2014)
- J. Song, J. Lin, J. Tang, Y. Liao, F. He, Z. Wang, L. Qiao, K. Sugioka & Y. Cheng
Presentato da.
Un accoppiamento saldabile tra un micro-risonatore ottico toroidale e una fibra conica è stato ottenuto con successo utilizzando un laser a CO2 e un valore Q di 3,21×10^5. Inoltre, sono state effettuate misure ottiche del micro-risonatore ottico toroidale utilizzando un canale microfluidico tridimensionale creato da un laser a femtosecondi, e l'indice di rifrazione, che cambia con la concentrazione di acqua salata, è stato misurato con successo nell'ordine di 10^-4. Il punto chiave di questo esperimento è stato il confezionamento di un risonatore micro-ottico toroidale con un alto valore Q e un canale microfluidico tridimensionale.
- Giovedì 23 giugno, ore 12:15 (40 minuti)
- 14-211
- Tomohiro Tetsumoto
- Funzionamento a 10 Gb/s dei modulatori ottici a cristallo fotonico di silicio
- Optics Express 19, 13000 (2011).
- Hong C. Nguyen,* Yuya Sakai, Mizuki Shinkawa, Norihiro Ishikura, Toshihiko Baba
Presentato da.
La modulazione ottica a 10 Gb/s è stata ottenuta per la prima volta utilizzando guide d'onda in cristallo fotonico con giunzioni pn incorporate. Le guide d'onda a cristallo fotonico sono state fabbricate con un processo compatibile con CMOS e ricoperte da un rivestimento in silice. La modulazione ottica è stata eseguita utilizzando segnali elettrici senza ritorno a zero e sono stati osservati buoni modelli di occhio a velocità di modulazione di 10 Gb/s e 2 Gb/s, rispettivamente. La presentazione includerà anche lavori correlati sui risonatori a cristalli fotonici che utilizzano luce lenta e processi compatibili con CMOS.
- Giovedì 19 giugno, 12:15 (40 minuti)
- 14-211
- Tomoya Kobatake
- Una rete di accesso quantistico
- nature 501, 12493 (2013).
- Bernd Fro¨hlich, James F. Dynes, Marco Lucamarini, Andrew W. Sharpe, Zhiliang Yuan & Andrew J. Shields
Presentato da.
La distribuzione di chiavi quantistiche utilizzando singoli fotoni è stata proposta come metodo di comunicazione assolutamente sicuro, ma uno dei problemi nella realizzazione di reti di comunicazione quantistica è che ogni ricevitore (rivelatore) deve essere altamente preciso. In questo studio viene proposta una rete uno-a-molti con più mittenti per un singolo ricevitore e viene condotto uno studio sperimentale. Poiché viene utilizzato un solo ricevitore, la rete può essere facilmente costruita e si prevede che renderà la comunicazione quantistica più accessibile.
- Martedì 3 giugno, ore 12:15 (40 minuti)
- 14-211
- Yosuke Nakagawa
- Ingegneria del confinamento della luce in mezzi disordinati a forte diffusione.
- Nature Materials 10, 1038 (2014).
- Francesco Riboli, Niccolò Caselli, Silvia Vignolini, Francesca Intonti, Kevin Vynck,PierreBarthelemy, Annamaria Gerardino, Laurent Balet, Lianhe H. Li, Andrea Fiore, Massimo Gurioli e Diederik S.Wiersma
Presentato da.
Negli ultimi anni sono stati riportati molti risultati di ricerca notevoli nel campo dei dispositivi con mezzi e strutture casuali, come i laser casuali. Nei dispositivi casuali, anche i modi di luce sono multipli e casuali, ma è stato dimostrato che è teoricamente possibile selezionare un determinato modo di luce. In questo studio abbiamo fabbricato tali dispositivi e verificato i risultati. Stiamo anche esaminando quali fenomeni si verificano aggiungendo al dispositivo una post-elaborazione. La presentazione si concentrerà sui risultati degli esperimenti.
- Giovedì 29 maggio, ore 12:15 (40 minuti)
- Sala conferenze del Dipartimento di Ingegneria Elettronica
- Chen, Tzu-lun.
- Guide d'onda in cristallo fotonico nanowire per l'intrappolamento di un singolo atomo e una forte interazione luce-materia.
- Applied Physics Letters 104, 111103 (2014).
- S.-P. Yu, J. D. Hood, J. A. Muniz, M. J. Martin, Richard Norte, C.-L. Hung, Sean M. Meenehan, Justin D. Cohen, Oskar Painter e H. J. Kimble
Presentato da.
Negli ultimi anni, sono stati riportati molti risultati di ricerca notevoli nel campo della combinazione di atomi e dispositivi ottici, come la Cavity QED. In questo studio viene proposta una nuova guida d'onda in cristallo fotonico dalla forma particolare, denominata Alligator Photonic crystal waveguide (APCW). L'APCW è caratterizzata dalla capacità di catturare e manipolare gli atomi nelle vicinanze della guida d'onda. La prospettiva futura di questa APCW è che sarà possibile costruire sistemi che mescolano atomi e fotoni integrati nello stesso chip. Il principio dettagliato dell'APCW sarà spiegato durante la giornata.
- Lun 19 maggio, 12:15 (40 minuti).
- 14-211
- Sho Tamaki
- Sollevamento ottico stabile
- Nature Photonics 5, 48-51 (2011)
- Grover A. Swartzlander Jr, Timothy J. Peterson, Alexandra B. Artusio-Glimpse & Alan D. Raisanen
Presentato da.
Nello sviluppo dei veicoli spaziali si stanno sviluppando le vele solari, che utilizzano la pressione luminosa del sole come propulsione. In passato, la forza propulsiva veniva generalmente controllata modificando la riflettività del film sottile che funge da vela, ma il presente lavoro propone un metodo per controllare la forza propulsiva della pressione luminosa attraverso la struttura dell'oggetto, dimostrando il processo di calcolo e la prova. Si tratta di un risultato che potrebbe servire come nuovo metodo di progettazione delle vele solari.
- Martedì 13 maggio, 12:15 (40 minuti)
- 14-211
- Ryusuke Saito
- Microcavità a galleria di wispering a simmetria di parità temporale
- Nature Physics 10, 394-398 (2014)
- Bo Peng, Şahin Kaya Özdemir, Fuchuan Lei, Faraz Monifi, Mariagiovanna Gianfreda, Gui Lu Long, Shanhui Fan, Franco Nori, Carl M. Bender & Lan Yang
Presentato da.
I sistemi ottici con perdite e guadagni bilanciati possono fornire piattaforme uniche simili ai sistemi quantistici classici. In questo articolo mostriamo che la rottura della simmetria parità-tempo (PT) si verifica in risonatori ottici in cui la luce è densamente concentrata in modo da potenziare gli effetti non lineari. Si tratta di un campo poco conosciuto, ma cercherò di spiegarlo nel modo più chiaro possibile nella mia presentazione.
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Chiunque può iscriversi.
Si tratta di una serie di conferenze aperte che si tengono nel Tanabe Photonic Structures Laboratory. Gli studenti, a partire dal livello post-laurea, esaminano documenti relativi all'ottica e alle tecnologie correlate, come la fotonica, i materiali, le bioscienze, ecc. e li spiegano in modo semplice e comprensibile.
Le conferenze sono gratuite, indipendentemente dal fatto che ci si trovi all'interno o all'esterno del campus. Le conferenze si terranno regolarmente, quindi se siete interessati a qualche argomento, venite e partecipate. Non è necessario un preavviso per partecipare, ma se ci contattate in anticipo, prepareremo il materiale per voi.
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