Abstrakt

Anwendungen der Elektronik

Scarlett H

Die Kontrolle von Licht und Wärme an thermodynamischen Grenzen eröffnet aufregende neue theoretische und rechnerische Möglichkeiten für die schnell wachsenden Bereiche der polaritonischen Chemie und der Quantitätsoptik im winzigen Maßstab. Die Bewertung erfolgt unmittelbar nach erstaunlichen experimentellen Ergebnissen, die zeigen, dass Licht und Materie nun durchgängig die Grenze der starken Kopplung erreichen können. Zahlreiche Bruchstücke sind in der polaritonischen Chemie inklusiv mit einem Einzelphotonenmodus verknüpft, während in der Nanoplasmonik eine starke Kopplung an der Grenze eines Bruchstücks erreicht werden kann. Theoretische Ansätze für diese Tests sind dagegen neuer und stammen aus verschiedenen Bereichen, darunter neue Durchbrüche in der Quantitätschemie und der Quantitätselektrodynamik. Wir behandeln die neuesten Entwicklungen und betonen die Ähnlichkeiten zwischen diesen beiden unterschiedlichen Grenzen, während wir uns auf die theoretischen Werkzeuge konzentrieren, die zur Dekonstruktion dieser beiden Systemtypen verwendet werden. Schließlich eine neuartige Perspektive auf die Notwendigkeit und einen Weg zur formalen und rechnerischen Verschmelzung zweier der wichtigsten und mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Ideen in Wissenschaft und Chemie, nämlich der Elektrodynamik und der Hypothese der elektronischen Struktur (Konsistenzfunktion). Hier wird dargelegt, wie eine erschöpfende Quantenbeschreibung von Licht und Materie, die Elektronen, Photonen und Phononen auf derselben quantisierten Grundlage behandelt, neue Informationen in der durch Elektronen gesteuerten chemischen Dynamik, der Optomechanik, der Nanophotonik und vielen anderen Bereichen, in denen Elektronen, Photonen und Phononen verwendet werden, zutage fördern wird. Der Datentransport über kurze elektrische Leitungen ist sowohl durch die Bandbreite als auch durch die Leistungsdichte begrenzt, was zu einem Leistungsengpass für Halbleitermikrochips in modernen Computersystemen von Mobiltelefonen bis hin zu großen Datenzentren führt. Diese Einschränkungen können durch die Verwendung optischer Kommunikation auf der Grundlage von elektronisch-photonischen Systemen im Chipmaßstab überwunden werden.