Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Нанотехнологии

Коллектив исследователей из МФТИ и ИТМО разработал новый тип кремниевых наночастиц, позволяющих нелинейно управлять светом. Разработка позволит создавать миниатюрные чипы для сверхбыстрой обработки информации в оптических линиях связи и оптических компьютерах будущего, говорится в сообщении пресс-службы МФТИ.

Для обработки информации, передаваемой посредством электромагнитных волн необходимы специальные антенны — устройства, способные эффективно излучать или, наоборот, принимать сигнал. Но для того, чтобы этот процесс был максимально эффективным, антенны должны быть перестраиваемыми — то есть их характеристики должны поддаваться точной настройке. Отсутствие механизма подобного перестраивания тормозило как фотонику, так и электротехнику.

«Особенно актуальна и в то же самое время затруднительна разработка подобных антенн в видимом и инфракрасном диапазоне частот. Сегодня мы умеем передавать информацию по оптоволокну с рекордными скоростями, до сотен Гбит/с. Однако кремниевая электроника не позволяет обрабатывать информацию настолько быстро. Создание нелинейных оптических наноантенн позволит нам решить эту проблему и откроет дорогу к сверхбыстрой обработке оптической информации», — рассказал аспирант МФТИ, один из авторов работы Денис Баранов.

В работе, опубликованной в ACS Photonics, для достижения нелинейного переключения авторы исследовали диэлектрическую наноантенну — сферическую наночастицу из обычного кремния, обладающую оптическими резонансами. В нее изначально заложено изменение свойств в зависимости от получаемого и излучаемого сигнала. Таким образом осуществляется ее нелинейная настройка. Использование частиц диаметром около 100 нм также позволяет усиливать всевозможные оптические эффекты в наномасштабе.

Механизмом, обеспечивающим нелинейное изменение характеристик антенны, является генерация электронной плазмы в кремнии. Кремний — это полупроводник, и при обычных условиях его зона проводимости практически не заселена электронами. Однако, под воздействием мощного и очень короткого (~ 100 фемтосекунд, т.е. 10-13 секунды) лазерного импульса, электроны переходят в зону проводимости. Это и меняет свойства кремния и самой наноантенны, которая начинает переизлучать падающий свет в направлении падающего импульса. Таким образом, запуская короткий и интенсивный импульс на частицу, можно динамически влиять на её характеристики как антенны.

Как показали эксперименты, изменение характеристик не является необратимым и постоянным — наночастица возвращалась в исходное состояние примерно через 100 фемтосекунд (10 в минус 15 степени секунды), что позволяет использовать подобные структуры в качестве базы для сверхбыстрых систем связи, в десятки раз превосходящих существующие сегодня системы оптоволоконного обмена информации. Кроме того, ее можно использовать также в качестве основы для световых вычислительных приборов.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 2 раза в день

перейдите по одной из ссылок и нажмите кнопку Join
Мнения
«Алгоритмам нельзя внушить представление о справедливости»
Sony поможет новичкам разрабатывать ИИ
Искусственный интеллект
Газировка станет источником графена
Графен
«ИИ будет двигателем четвертой технологической революции»
Кейсы
Консервированные стволовые клетки остановят старение
Терапия старения
Искусственная матка будет создана после 2020 года
Идеи
Комиссия по ценным бумагам и биржам США будет регулировать ICO
Криптовалюты
Все, что нужно знать про биткойн
Тренды
Берлинский финтех-стартап помог европейцам инвестировать €4 млрд
Финансовые стартапы
Правительство Австралии установит контроль над обменниками криптовалют
Криптовалюты
Изобретена резина, которая не боится проколов
Новые материалы
Разработан метод стирания страшных воспоминаний
Идеи
Тайвань просит Tesla построить на острове хранилище энергии
Хранение энергии
Военные дроны
Оружейная компания установила на квадрокоптер пулемет
США установили рекорд по числу проданных роботов
Кейсы
Автомобили будущего
Toyota запатентовала невидимые боковые стойки
Солнечные стеклоблоки обещают революцию в строительстве
Идеи
В Казани пройдет IoT World Summit Russia 2017
Тренды
Hyundai представила водородный кроссовер нового поколения
Электромобили
Микроботы с антибиотиками вылечили желудочную инфекцию
Идеи
Nikola Motor займется солнечными панелями в подражание Tesla
Тренды
Fiat Chrysler вошел в консорциум по разработке робомобилей
Беспилотный транспорт
На орбите Земли появятся биткоин-спутники
Биткоины
Ричард Брэнсон: «Государства способны платить людям БОД»
Мнения
Китай отказался от строительства угольных электростанций на 150 ГВт
Кейсы
Идеи
Гидропонная ферма выращивает 54 тонны томатов в неделю
iPhone сможет проводить экскурсии в AR
Тренды
Разработчики приложений для Alexa начнут получать за них деньги
Кейсы
Pelecoin теперь позволяет майнить сразу несколько криптовалют
Криптовалюты
В Швейцарии начнут продавать бургеры из насекомых
Еда будущего
Электромотоциклы
Концерн «Калашников» представил электромотоцикл для полиции
Почему в Японии не боятся роботов, отнимающих рабочие места
Роботизация
Рынок хранения электроэнергии в США вырастет в десять раз к 2020 году
Хранение энергии
На Google Home появились бесплатные звонки по США и Канаде
Тренды
Ученые повысили точность анализа крови на наличие рака
Борьба с раком
Ford представил электрический фургон для DHL
Кейсы
Waymo запатентовала автомобиль с кнопкой вместо руля
Беспилотные автомобили
Гибкий ионистор заменит батареи в фитнес-браслетах
Новые материалы
«Биткойн мог бы стать мировой резервной валютой, но не станет»
Криптовалюты
Пекинский стартап выпустил программируемого робота-гексопода
Робототехника
Чистая энергия
Энергетические стартапы в США продают электромобили по цене Lada Vesta
«Роботы разрушат социум бедных стран и вызовут волну миграции»
Образование будущего
Мнения
«Квантовый интернет появится к 2030 году»
Соцсеть на блокчейне платит пользователям за посты
Идеи
Страховая компания раздаст клиентам смартчасы Apple
Тренды
Tesla установит в домах розетки для электромобилей
Тренды
Стартап создаст самый большой «зеленый» дата-центр в мире
Идеи
RFID-метки сделают дешевле технологии умного города
Умный город
Оксфордские ученые открыли новый метод 3D-печати живых тканей
Идеи
Новая камера оснастит 3D-зрением смартфоны и робомобили
Виртуальная реальность
Эндрю Ын запускает ИИ-фонд на $150 млн
Искусственный интеллект
Изобретен материал, который охлаждает себя сам
Материалы будущего
Samsung запатентовал Galaxy Note со встроенным алкотестером
Тренды