Версия для слабовидящих
Медь помогла нанофотонике преодолеть дифракционный предел Печать Email
Новости об инновациях
19.02.2016

В фотонных микросхемах вместо электронов переносчиком сигнала являются фотоны. Wikimedia Commons В фотонных микросхемах вместо электронов переносчиком сигнала являются фотоны. Wikimedia Commons

Ученые из МФТИ впервые создали нанофотонные компоненты на основе меди, которые могут эффективно преобразовать свет в поверхностные электромагнитные волны. Это позволит обойти дифракционный предел, который накладывает ограничения на создание нанофотонных микросхем. Результаты исследования опубликованы в журнале NanoLetters.

Технологии на основе нанофотоники позволяют усовершенствовать интегральные микросхемы, ускоряя процесс передачи сигналов. Основная проблема заключается в том, что дифракция света, ограничивает минимальные размеры фотонных компонентов до величины, приблизительно равной длине волны света. Именно поэтому нанофотонные компоненты пока еще не могут по размеру сравниться с современными транзисторами. Чтобы обойти дифракционный предел, ученые используют металл-диэлектрические структуры, которые могут преобразовывать свет в поверхностные плазмон-поляритоны — электромагнитные волны, распространяющиеся по поверхности металла.

Лучше всего для создания таких волноводов подходят золото и серебро. Другие металлы характеризуются большим поглощением электромагнитного излучения и не могут служить проводниками для поляритонов. Однако золото и серебро несовместимы с такими стандартными технологиями построения электронных схем, как КМОП.

Подходящей альтернативой золоту может служить медь, поскольку частота плазмонных колебаний на ее поверхности сравнима с золотом. Единственный ее недостаток состоит в больших потерях электромагнитного излучения и очень маленькой длины распространения плазмон-поляритонов.

Ученые обнаружили, что обойти этот недостаток можно с помощью специально подобранной методики изготовления медного волновода, которая позволяет создать структуру, подходящую для распространения волн. Они создали многослойный материал из кремниевой пластинки, поликристаллической меди, диоксида кремния и нитрита кремния. Для того, чтобы придать ему необходимую форму исследователи воспользовались электронно-лучевой литографией и методом плазменного травления.

С помощью сканирующей электронной и ближнепольной оптической микроскопии ученые проверили, как распространяются плазмон-поляритоны по поверхности медного слоя. Результаты показали, что длина распространения плазмон-поляритонов превысила 40 микрометров, что делает медь даже более эффективным волноводом, чем золото. При этом медь подходит для создания компонентов, которые совместимы с электронными микросхемами на основе кремния.

Ученые надеются, что их исследование станет основой для создания медных нанофотонных и плазмонных компонентов, которые могут быть использованы для создания таких устройств, как нанолазеры, оптоэлектронные процессоры или суперкомпьютеры.

Александр Еникеев

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/med-pomogla-nanofotonike-preodolet-difraktsionnyi-predel

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта