Физики создали технологию, приближающую эру фотоники

Ученые из лаборатории МГУ совместно с коллегами из Австралии и США смогли первыми разработать эффективный нелинейный элемент для кремниевой фотоники. Им удалось показать, что кремниевые нанодиски диаметром меньше одного микрона демонстрируют впечатляющие нелинейные свойства.

Наука

# МГУ

# нанодиски

# физики

# фотоники

©Wikipedia / Автор: Sycophanta Duccius

В обычной электронике на основе кремния все процессы связаны с перемещением определенных заряженных частиц — электронов. В кремниевой фотонике же ключевыми носителями являются частицы света – фотоны, манипуляции с которыми и приводят к функционированию фотонных устройств – потенциально более быстрых, чем электронные аналоги.

Как рассказал Naked Science Максим Щербаков, младший научный сотрудник лаборатории нанооптики и метаматериалов кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ, основная проблема кремниевой фотоники состоит сейчас в поиске эффективных и компактных нелинейных элементов. Нелинейные элементы – это компоненты, свойства которых можно изменять воздействием на них света.

Без нелинейных сред нельзя сделать транзистор — основной элемент современной электроники. Поскольку на данный момент нет эффективного оптического нелинейного элемента, то не существует и оптического транзистора, без которого невозможно создать эффективное устройство фотоники.

На решение именно этой проблемы – создание новых нелинейных элементов и нелинейных сред — и были направлены усилия Максима и его коллег из МГУ. В частности, совместно с группой Юрия Кившаря из Австралийского национального университета, им удалось показать, что кремниевые нанодиски диаметром меньше одного микрона демонстрируют впечатляющие нелинейные свойства.

Это очень близко по тематике к метаматериалам. Мы использовали метаматериальный подход – наноструктурирование, придание специальной формы объемным средам, то есть кремнию. Нам удалось показать, что если сделать диск из кремния и вызвать в нем некоторые собственные колебания, то можно увеличить нелинейность по сравнению с объемным кремнием как минимум в сто раз.

— Максим Щербаков, МГУ

Максим также отмечает, что ему и коллегам удалось обогнать ученых из США, ведущих аналогичные исследования.

Это наш самый первый результат, в мире до этого никто этой задачей почему-то не занимался. Нелинейные свойства кремниевых наночастиц никто пока не исследовал. Хотя я недавно был на конференции и узнал, что мы обогнали одну американскую группу, так что это своего рода везение.

— Максим Щербаков, МГУ

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.