В ИТМО создали сверхкомпактный оптический переключатель: он в 100 раз меньше длины волны

Устройство работает на основе квазичастиц экситонов. О разработке «Хайтеку» сообщили в пресс-службе Университета ИТМО. Исследование опубликовано в журнале ACS Nano.

Исследователи из Нового физтеха Университета ИТМО в Санкт-Петербурге и Пхоханского университета науки и технологий Южной Кореи разработали сверхкомпактный оптический переключатель. Устройство на основе экситонов можно интегрировать с традиционной микроэлектроникой и использовать для повышения скорости обработки данных, в том числе в квантовых компьютерах.

Оптический переключатель состоит из двух наложенных друг на друга атомарно тонких слоев полупроводников, помещенных в нанорезонатор из золотых частиц. Облучая такой транзистор с помощью лазера, исследователи переключали экситонные состояния в системе с 0 на 1 и обратно. Экситон — это квазичастица, которая представляет электронное возбуждение в диэлектрике, полупроводнике или металле. 

Когда на устройство воздействуют светом с определенным фазовым фронтом, оно переключается между излучением на двух разных длинах волн. Это достигается за счет контроля квазичастиц экситонов. Они могут по-разному распределяться в нанорезонаторе (располагаться в его центре или по краям) и соответственно по-разному излучать.

Василий Кравцов, соавтор исследования, ведущий научный сотрудник Нового физтеха ИТМО 

Исследователи использовали двумерные полупроводниковые гетероструктуры в комбинации с плазмонным резонатором. По словам разработчиков, именно это позволило существенно уменьшить размер переключателя. Он в 100 раз меньше длины световой волны, на которой работает.

Принцип работы перекдючателя. Изображение: Yeonjeong Koo et al., ACS Nano 

Использование оптоэлектроники вместо классических транзисторов рассматривается в качестве перспективного направления: этот подход менее энергозатратный и позволяет быстро выполнять логические операции без потери данных. Но обычно размеры устройств, переключаемых светом, сравнимы с длиной его волны, что мешает их интеграции с другими электронными устройствами на чипе. 

Новые миниатюрные устройства помогут преодолеть это ограничение. Для масштабирования технологии ученые работают над созданием двумерные гетероструктуры размерами более 100 мк.


Читать далее:

Физики нашли способ преодолеть ограничение на размер полупроводников

Найден клад, который спрятали во время войны почти 1 000 лет назад

Раскрыт секрет долголетия: ученые поняли, как запустить нужный механизм в теле человека

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Разработан маршрутизатор для фотонов: он объединит квантовые компьютеры в единую сеть
Наука
ИИ обнаружил два новых гена, которые влияют на риск ишемического инсульта
Наука
Создание изображений в стиле Ghibli привело к рекордной нагрузке на ChatGPT
Новости
Физики МГУ оценили потенциал фотонных процессоров для нейросетей
Новости
Телескоп НАСА для изучения ранней Вселенной сделал первые снимки
Космос
Путин подписал закон против кибермошенничества: что изменится для россиян
Новости
Генератор изображений OpenAI теперь доступен бесплатно, но с ограничениями  
Новости
Apple готовит iOS 19: какие iPhone не получится обновить  
Новости
ЦЕРН представил проект нового коллайдера: что известно прямо сейчас
Наука
На «Госуслугах» запустили сервис для проверки сим-карт: как он работает  
Новости
В России введут маркировку электроники: это изменится для покупателей
Новости
Разработан мозговой имплант, который переводит мысли в речь почти мгновенно
Новости
«Хаббл» зафиксировал драматические сезонные изменения в атмосфере Урана
Космос
Физики МГУ придумали, как ускорить память компьютера терагерцовым излучением
Новости
Клетки жажды: нейробиологи выяснили, как мозг решает, когда нужно пить и есть
Наука
Разработчик ChatGPT анонсировал первую за пять лет модель с открытым кодом
Новости
«Казнить нельзя помиловать»: запятые и точки влияют на точность работы ИИ
Новости
Живые клетки обрабатывают информацию в миллиарды раз быстрее, чем считалось ранее
Наука
Яндекс опубликовал нейросеть YandexGPT 5 Lite в открытом доступе
Новости
Эксперты обсудили управление персоналом в эпоху цифровых технологий
Новости