Текст уведомления здесь

В МГУ создали сверхбыстрый фотонный переключатель

Исследователи из МГУ имени Ломоносова в составе международной группы создали сверхбыстрый фотонный переключатель, работающий на кремниевых наноструктурах. Это устройство, в теории, может стать основой компьютеров будущего и позволит передавать данные с огромной скоростью.
Добавить в закладки
Комментарии
Разработка ученых представлена в статье в журнале Nano Letters, а кратко о ней сообщает пресс-служба университета.

Разработка ученых относится к фотонике — научной дисциплине, основная идея которой — сделать то же, что делает электроника, но с заменой электронов на кванты света, фотоны. Главное преимущество фотонов в том, что они практически не взаимодействуют друг с другом и со средой, в которой распространяются, и потому более предпочтительны для передачи информации, чем электроны. Но основа современных электронных устройств — транзисторы — имеют характерные размеры менее ста нанометров, а размеры прототипов оптических транзисторов остались на масштабах в несколько микрометров. Новая работа теоретически позволяет создавать более миниатюрные устройства.

В своих экспериментальных исследованиях специалисты физического факультета МГУ использовали большой набор различных нелинейно-оптических методик, связанных со взаимодействием фемтосекундных лазерных импульсов с веществом. В итоге исследователями был получен прибор, представляющий собой диск диаметром в 250 нанометров, способный переключать оптические импульсы за время, исчисляемое фемтосекундами (фемтосекунда — это одна миллионная доля от одной миллиардной доли секунды). Такое время срабатывания позволяет в перспективе создавать устройства передачи и обработки информации на скоростях в десятки и сотни терабит в секунду. Подобная скорость позволила бы скачивать тысячи художественных фильмов высокого качества за одну секунду.

Работа созданного учеными МГУ фотонного переключателя сводится к отправке на него двух лазерных импульсов, которые, благодаря наличию у кремниевых наночастиц магнитных резонансов, хорошо взаимодействуют друг с другом. Если эти импульсы приходят одновременно, то один из них, управляющий, вступает во взаимодействие со вторым и гасит его за счет эффекта двухфотонного поглощения. Если же импульсы приходят с разрывом во времени всего в сто фемтосекунд, взаимодействия не происходит, и второй импульс проходит через наноструктуру, не изменяясь.

«Нам удалось разработать структуру, в которой также сведена на «нет» роль свободных носителей, — отметил один из соавторов работы Максим Щербаков. — Свободные носители в устройствах интегральной фотоники традиционно накладывают серьезные ограничения на скорости преобразования сигналов. Наша работа представляет собой важный шаг для развития активных устройств фотоники — логических элементов, транзисторов и т.п. Особенности технологии, примененной нами в нашей разработке, позволят уже сейчас использовать ее в схемах кремниевой интегральной фотоники. В ближайшей перспективе мы намерены осуществить проверку таких наночастиц в интегральном исполнении».
Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы