Θετικές Επιστήμες και Τεχνολογία

Οπτομαγνονικές Δομές

Οπτομαγνονικές Δομές

Η οπτοηλεκτρονική και η σπιντρονική είναι δυο αναδυόμενες τεχνολογίες στην κούρσα της διαδοχής των νανοηλεκτρονικών διατάξεων, λόγω της χαμηλής κατανάλωσης ισχύος και των αυξημένων δυνατοτήτων χωρητικότητας μνήμης και ταχύτητας επεξεργασίας που υπόσχονται. Οι τεχνολογίες αυτές χρησιμοποιούν το φωτόνιο και τη μαγνητική ροπή (σπιν) του ηλεκτρονίου, αντίστοιχα, αντί του ηλεκτρονιακού φορτίου, ως φορείς της πληροφορίας.

Η αλληλεπίδραση φωτός με τη μαγνήτιση και δυναμικές διεγέρσεις της (κύματα σπιν) σε μαγνητικά νανοϋλικά θα μπορούσε να αποτελέσει συνδετικό κρίκο για τον επωφελή συνδυασμό των δύο προαναφερθεισών τεχνολογιών και των συγκριτικών πλεονεκτημάτων τους, με σκοπό το σχεδιασμό ολοκληρωμένων οπτοηλεκτρονικών κυκλωμάτων επόμενης γενεάς και καινοτόμων υβριδικών νανοδιατάξεων επεξεργασίας της πληροφορίας. Επιπλέον, τα κύματα σπιν έχουν συχνότητα στην περιοχή των GHz και μπορούν να διεγερθούν με απορρόφηση μικροκυμάτων. Επομένως, μια διαδικασία που στη συνέχεια θα οδηγούσε σε απορρόφηση κύματος σπιν από φως θα αντιστοιχούσε ουσιαστικά σε μετατροπή φωτονίων από την περιοχή των μικροκυμάτων σε αυτή στο ορατό και το υπέρυθρο τμήμα του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, με διάμεσο τα μαγνόνια (κβάντα των κυμάτων σπιν στη σωματιδιακή τους εικόνα), κάτι που θα άνοιγε νέες προοπτικές στην επεξεργασία σήματος.

Οι δυνατότητες όμως αυτές περιορίζονται γιατί η μαγνητο-οπτική σύζευξη στην περιοχή του ορατού και του υπερύθρου είναι εγγενώς εξαιρετικά ασθενής. Θα μπορούσε βέβαια η σύζευξη αυτή να ενισχυθεί σημαντικά αν αναγκάζαμε τα δύο αλληλεπιδρώντα κυματικά πεδία να παραμείνουν για μεγάλο χρονικό διάστημα σε μια μικρή περιοχή του χώρου. Με άλλα λόγια, αν μπορούσαμε να σχεδιάσουμε και να κατασκευάσουμε μια μικρο-κοιλότητα συντονισμού με διπλή λειτουργικότητα, για φως και για κύματα σπιν.

Το 2016, ερευνητές στα πανεπιστήμια του Tokyo, του Yale και του Cambridge κατάφεραν, ανεξάρτητα, να υλοποιήσουν μια τέτοια οπτομαγνονική κοιλότητα συντονισμού [1-3]: Ένα σφαιρίδιο διαμέτρου περίπου 1 mm από μονοκρύσταλλο σιδηρογρανάτη του υττρίου (ένα σιδηριμαγνητικό διηλεκτρικό υλικό με χαμηλές απώλειες, συντομογραφικά YIG), που εγκλωβίζει το φως σε καταστάσεις συντονισμού με μορφή στάσιμων κυμάτων κοντά στην επιφάνεια ενώ, ταυτόχρονα, υποστηρίζει μαγνητικές διεγέρσεις ομοιόμορφης περιστροφής της μαγνήτισης. Αυτό που είναι σημαντικό και πρέπει να τονισθεί είναι ότι οι οπτικοί αυτοί συντονισμοί απέχουν μεταξύ τους μερικά GHz και, ενώ έχουν ιδιοσυχνότητες εκατοντάδων THZ, είναι τόσο στενοί λόγω του μεγάλου χρόνου ζωής τους, που είναι ευδιάκριτοι. Το σύστημα μπορεί να ρυθμισθεί κατάλληλα ώστε ένα μαγνόνιο να προσφέρει ακριβώς την απαιτούμενη ενέργεια (ίση με τη συχνότητα επί τη σταθερά του Planck) για να μεταπηδήσει ένα προσπίπτον φωτόνιο από μια μακρόβια κατάσταση συντονισμού σε μια άλλη γειτονική της.

Πράγματι, ισχυρή μαγνητο-οπτική αλληλεπίδραση παρατηρήθηκε σε αυτό το καθεστώς του τριπλού συντονισμού, δηλαδή συντονισμού για το εισερχόμενο φως, το εξερχόμενο φως και το κύμα σπιν, παρόλο που τα κυματικά πεδία δεν έχουν βέλτιστη επικάλυψη στο χώρο, εφόσον το φως εγκλωβίζεται κοντά στην επιφάνεια ενώ το κύμα σπιν σε όλον τον όγκο της σφαίρας.

Παράλληλα, ερευνητική ομάδα του Τμήματος Φυσικής του ΕΚΠΑ, σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Νανοεπιστήμης και Νανοτεχνολογίας του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» εισηγήθηκε μια εναλλακτική αρχιτεκτονική οπτομαγνητικής κοιλότητας συντονισμού από πολυστρωματικά υμένια. Εδώ οι οπτικοί συντονισμοί μπορούν να ρυθμισθούν κατά βούληση με την εισαγωγή ενός στρώματος YIG, που υποστηρίζει κύματα σπιν, σε μια περιοδική εναλλαγή δύο διηλεκτρικών στρωμάτων. Με τον τρόπο αυτό μπορούν να επιτευχθούν σημαντικά υψηλότερες αποδόσεις λόγω της δραστικής σμίκρυνσης των διαστάσεων και του γεγονότος ότι φως και κύματα σπιν εγκλωβίζονται ταυτόχρονα επί μακρόν στην ίδια περιοχή, σε όλο το στρώμα YIG.

Το αντικείμενο της οπτομαγνονικής συγκεντρώνει διαρκώς αυξανόμενο ερευνητικό ενδιαφέρον, διεθνώς, τόσο από άποψη βασικής φυσικής όσο και εν δυνάμει τεχνολογικών εφαρμογών. Σχετικά πρόσφατα, ο Δρ. Ε. Αλμπάνης, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Τμήμα Φυσικής του ΕΚΠΑ, επιμελήθηκε την έκδοση ενός βιβλίου που περιγράφει τις εξελίξεις στο συγκεκριμένο πεδίο [5].

[1] A. Osada, R. Hisatomi, A. Noguchi, Y. Tabuchi, R. Yamazaki, K. Usami, M. Sadgrove, R. Yalla, M. Nomura, and Y. Nakamura, Phys. Rev. Lett. 116, 223601 (2016).

[2] X. Zhang, N. Zhu, C.-L. Zou, and H. X. Tang, Phys. Rev. Lett. 117, 123605 (2016).

[3] J. A. Haigh, A. Nunnenkamp, A. J. Ramsay, and A. J. Ferguson, Phys. Rev. Lett. 117, 133602 (2016).

[4] P. A. Pantazopoulos, N. Stefanou, E. Almpanis, and N. Papanikolaou, Phys. Rev. B 96, 104425 (2017).

[5] Optomagnonic Structures: Novel Architectures for Simultaneous Control of Light and Spin Waves, edited by E. Almpanis, World Scientific, Singapore (2021).

Ομόφωνη απόφαση του Συμβουλίου Διοίκησης του ΕΚΠΑ

Ομόφωνη απόφαση του Συμβουλίου Διοίκησης του ΕΚΠΑ

 ΑΛΜΑΤΑ ΠΡΟΟΔΟΥ ΚΑΙ ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ: Η ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΣΤΗ ΣΤΟΧΕΥΜΕΝΗ ΠΑΡΑΠΛΗΡΟΦΟΡΗΣΗ Στον απόηχο των σημαντικών επιτυχιών που επιτεύχθηκαν χάρη στην καθημερινή και συλλογική προσπάθεια όλων των μελών της πανεπιστημιακής κοινότητας, το Συμβούλιο Διοίκησης ομόφωνα διαπιστώνει ότι το τελευταίο διάστημα παρατηρείται οργανωμένη προσπάθεια απαξίωσης του έργου του Πανεπιστημίου, η οποία βασίζεται σε ανυπόστατα και παραπλανητικά δημοσιεύματα που διακινούνται […]

19-22 Ιουνίου 2025: Το Τμήμα Ψηφιακών Τεχνών και Κινηματογράφου του ΕΚΠΑ στο Evia Film Project.

19-22 Ιουνίου 2025: Το Τμήμα Ψηφιακών Τεχνών και Κινηματογράφου του ΕΚΠΑ στο Evia Film Project.

Οι φοιτητές του Τμήματος Ψηφιακών Τεχνών και Κινηματογράφου του ΕΚΠΑ παρακολούθησαν για μία ακόμη χρονιά τα masterclasses και τις δράσεις στο πλαίσιο του Evia Film Project. 19/6/2025: Στο πλαίσιο της δράσης PREP THE FUTURE, οι φοιτητές είχαν κυκλικές ταχείες συναντήσεις (speed meetings) με επαγγελματίες στον χώρο του κινηματογράφου : Marcella Jelic | Sales & Acquisitions, […]

Άρθρα του Ομότιμου Καθηγητή Παναγιώτη Ε. Πετράκη στο ΒΗΜΑ, τη Real News και τον Οικονομικό Ταχυδρόμο

Άρθρα του Ομότιμου Καθηγητή Παναγιώτη Ε. Πετράκη στο ΒΗΜΑ, τη Real News και τον Οικονομικό Ταχυδρόμο

Τις εξελίξεις στη Μέση Ανατολή και τις οικονομικές επιπτώσεις τους αλλά και τις πολιτικές για την αύξηση των επενδύσεων στην Ελλάδα εξετάζει σε τρία άρθρα του ο Ομότιμος καθηγητής Παναγιώτης Ε. Πετράκης. Ιράν:Οι αντιδράσεις, τα σενάρια και ο κίνδυνος εκτίναξης των τιμών πετρελαίου (άρθρο στον Οικονομικό Ταχυδρόμο, ot.gr) Ιράν: Οι αντιδράσεις, τα σενάρια και ο […]

Alpha TV: Στα 100 καλύτερα πανεπιστήμια του κόσμου το ΕΚΠΑ

Alpha TV: Στα 100 καλύτερα πανεπιστήμια του κόσμου το ΕΚΠΑ

Πρυτάνεις και αντιπρυτάνεις από 54 πανεπιστήμια της Ευρώπης συναντήθηκαν στο ιστορικό κεντρικό κτήριο του Πανεπιστημίου Αθηνών, για να συμμετάσχουν, για πρώτη φορά στην Ελλάδα, στην 35η γενική συνέλευση Πανεπιστημίων των Πρωτευουσών της Ευρώπης. Την ίδια ώρα, το Πανεπιστήμιο Αθηνών, αναδείχθηκε και πάλι μεταξύ των 100 καλύτερων πανεπιστημίων του κόσμου. Να ακούσουμε τι δήλωσε ο Πρύτανης […]

Φιλοσοφική Σχολή: Τελετή αποφοίτησης φοιτητών/φοιτητριών του Πανεπιστημίου Ξένων Γλωσσών της Γκουανγκντόνγκ της Λ.Δ. της Κίνας

Φιλοσοφική Σχολή: Τελετή αποφοίτησης φοιτητών/φοιτητριών του Πανεπιστημίου Ξένων Γλωσσών της Γκουανγκντόνγκ της Λ.Δ. της Κίνας

Την Πέμπτη 5 Ιουνίου, στην Κοσμητεία της Φιλοσοφικής Σχολής του ΕΚΠΑ πραγματοποιήθηκε η τελετή αποφοίτησης των προπτυχιακών φοιτητών/φοιτητριών του Πανεπιστημίου Ξένων Γλωσσών της Γκουανγκντόνγκ της Λ.Δ. της Κίνας, οι οποίοι/οποίες φοίτησαν στη Φιλοσοφική Σχολή του ΕΚΠΑ, κατά το ακαδημαϊκό έτος 2024-2025, σύμφωνα με τη γενική διμερή συμφωνία συνεργασίας, αλλά και τα ειδικά προγράμματα φοίτησης αλλοδαπών […]

Ανακοίνωση: Απάντηση του Αντιπρύτανη Οικονομικών σε παραπλανητικό και συκοφαντικό δημοσίευμα ιστοσελίδας

Ανακοίνωση: Απάντηση του Αντιπρύτανη Οικονομικών σε παραπλανητικό και συκοφαντικό δημοσίευμα ιστοσελίδας

Η Διοίκηση και οι Υπηρεσίες του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών διαχειρίζονται τα οικονομικά του Ιδρύματος με υπευθυνότητα, συνέπεια και πλήρη συμμόρφωση προς το θεσμικό πλαίσιο που διέπει τα Ανώτατα Εκπαιδευτικά Ιδρύματα. Κάθε οικονομική απόφαση λαμβάνεται βάσει τεκμηριωμένης αξιολόγησης, και εντάσσεται στο συνολικό Στρατηγικό Σχέδιο του Ιδρύματος που αποσκοπεί στην προώθηση της αποστολής του Πανεπιστημίου, […]

Το Πανεπιστήμιο Αθηνών

Το Ε.Κ.Π.Α. το οποίο εγκαινιάστηκε στις 3 Μαΐου του 1837, αρχικά στεγάστηκε σε ένα ανακαινισμένο οθωμανικό κτήριο στη βορειοανατολική πλευρά της Ακρόπολης, το οποίο στις μέρες μας έχει ανακαινιστεί και λειτουργεί ως Μουσείο του Πανεπιστημίου. Αρχικά ονομάστηκε «Οθωνικό Πανεπιστήμιο» από το όνομα του πρώτου βασιλιά της Ελλάδας Όθωνα και αποτελούνταν από 4 ακαδημαϊκά Τμήματα με 52 φοιτητές. Καθώς αποτελούσε το πρώτο Πανεπιστήμιο του νεοσύστατου ελληνικού κράτους, αλλά και της ευρύτερης βαλκανικής και μεσογειακής περιοχής, απέκτησε σημαντικό κοινωνικο-ιστορικό ρόλο, ο οποίος υπήρξε καθοριστικός για την παραγωγή συγκεκριμένης γνώσης και πολιτισμού μέσα στη χώρα.

Stay Connected

Ακολουθήστε το hub.uoa.gr στα Social Media

Newsletter

Γραφτείτε για να λαμβάνετε ενημερώσεις

closebutton
Μετάβαση στο περιεχόμενο