Группа исследователей из университетов Бирмингема и Кембриджа представила инновационную методику, позволяющую обнаруживать средний инфракрасный свет (MIR) при комнатной температуре с помощью квантовых систем.
Публикация, размещенная в журнале Nature Photonics, описывает исследование, проведенное в Кембриджской Кавендишской лаборатории, которое представляет собой значительный прогресс в понимании работы химических и биологических молекул.
В этом новом методе команда исследователей использует квантовые системы для преобразования фотонов среднего инфракрасного диапазона низкой энергии в видимые фотоны высокой энергии с помощью молекулярных излучателей. Этот метод, названный MIR-вибрационной люминесценцией (MIRVAL), позволяет обнаруживать MIR и проводить спектроскопию на уровне одиночных молекул при обычной температуре.
Доктор Рохит Чиккарадди, один из авторов исследования и доцент Университета Бирмингема, подчеркнул, что ключевым вызовом является избегание теплового шума при обнаружении MIR-света, так как молекулярные вибрации могут быть хаотичными при комнатной температуре. Существующие методы определения MIR основаны на охлаждаемых полупроводниковых устройствах, что не всегда удобно.
Новый метод MIRVAL использует молекулы, способные испускать как MIR-, так и видимый свет. Они объединены в маленькую плазмонную полость с резонансом и в СИК, и в видимом диапазоне. Это позволяет эффективно преобразовывать MIR-свет в усиленную видимую люминесценцию.
Этот подход открывает новые возможности в понимании сложных систем и позволяет изучать инфракрасно-активные молекулярные колебания. Метод MIRVAL может найти применение в зондировании газа в реальном времени, медицинской диагностике, астрономических исследованиях и квантовой связи. Дальнейшие исследования могут сделать этот метод основой для будущих MIR-технологий и манипулирования молекулярными квантовыми системами.