18+
18+
РЕКЛАМА

Томские ученые помогли получить первый «плоский» плазмонный крючок для высокоскоростных микросхем

Образование и наука, Томские новости, ТПУ, крючок нанотехнологии свет фотоны оптические микросхемы Томские ученые помогли получить первый «плоский» плазмонный крючок для высокоскоростных микросхем

Ученым Томского политехнического университета вместе с российскими коллегами и исследователями из Датского технического университета впервые удалось экспериментально подтвердить существование двумерного искривленного пучка квазичастиц плазмонов — плазмонного крючка. Он рассматривается как наиболее перспективный передатчик сигналов в высокоскоростных оптических микросхемах, сообщает пресс-служба ТПУ.

В существующих вычислительных устройствах информацию передают электроны. Ученые считают, что если заменить их на фотоны — кванты света, то передавать данные можно будет буквально со скоростью света. Чтобы микросхемы и целые компьютеры, работающие на оптическом принципе, стали привычными устройствами и вышли в массовое производство, необходимо найти способ «сжать» свет до наномасштаба.

«Мы ищем новые виды искривленных волновых пучков, которые могут решить эту задачу. Ранее мы смоделировали и экспериментально доказали существование фотонного, акустического крючка, а теперь и плазмонного. На сегодняшний день это самый перспективный кандидат для передачи сигнала. Длина волны плазмонов меньше, чем в свободном пространстве у трехмерного варианта, а область локализации излучения находится в нанодиапазоне. Это критичный показатель для миниатюризации», — говорит руководитель работы, профессор отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин.

Исследователи получили «плоский» плазмонный крючок с помощью простого и дешевого фокусирующего элемента. Он представляет собой ассиметричную частицу из диэлектрика размером 4-5 микрометров и толщиной около 0,25 микрометра. По словам ученых, форма частицы может быть разной, в данном случае это был микрокубик с пристыкованной призмой. Эту частицу исследователи разместили на золотую пленку толщиной 0,1 микрометра, на обратной стороне которой была нанесена дифракционная решетка.

Во время экспериментов на решетку направляли луч лазера. Под действием света очень близко от поверхности решетки происходило возмущение плазмонов, то есть свет преобразовывался в плазмонные волны. Эти волны, проходя через ассиметричную частицу диэлектрика, фокусировались в искривленный двумерный луч.

«Двумерный вариант луча мы получили именно за счет специальной формы диэлектрической частицы, — поясняет ученый. — Один из механизмов субволновой структурированной фокусировки основан на явлении плазмонной наноструи, которое нам удалось впервые экспериментально зафиксировать ранее. Когда мы переходим от свободного, трехмерного пространства к плазмонам-поляритонам, то есть в двумерное пространство, проявляется квантовая природа материи. Это позволяет реализовать принципиально новые возможности для управления взаимодействием между материей и светом, например, для реализации методов биосенсинга, основанных на обнаружении в ближнем поле частиц микро- и наноразмеров, биомолекул. Конечно, пока рано говорить о практическом использовании результатов, это задача будущих исследований. Потому что пока любые изыскания и эксперименты по передаче сигналов на оптических принципах находятся в плоскости фундаментальной науки. Для создания, например, производительного оптического компьютера или даже эффективных микросхем ученым из разных областей предстоит преодолеть еще множество вызовов. На их преодоление может уйти 10-15 лет», — поясняет инициатор работы, профессор Томского политехнического университета Игорь Минин.

Исследование было частично поддержано грантом Российского фонда фундаментальных исследований и программой повышения конкурентоспособности ТПУ. В работе принимали участие специалисты Датского технического университета, Института сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники РАН, Московского физико-технического института.

Результаты экспериментов опубликованы в журнале Applied Physics Letters (IF: 3,597; Q1).

Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».

Томские новости

В Томской области могут ввести эвтаназию для бездомных животных

27 марта 2024
Томские новости

Томский проект получил приз национальной премии «Серебряный лучник»

5 апреля 2024
Томские новости

В Томске эвакуируют СНТ «Левобережье»

14 апреля 2024
Томские новости

Жителям деревни под Томском предложили покинуть дома из-за опасности паводка

10 апреля 2024
Томские новости

Более 20 жилых домов в селе в Томском районе оказались в зоне затопления из-за роста уровня воды в Томи

11 апреля 2024
Томские новости

Областные депутаты приняли новый закон о премиях в сфере образования, науки, здравоохранения и культуры

2 апреля 2024
Томские новости

Появление мурала памяти известного томского блогера Александра Сакалова откладывается

26 марта 2024
Томские новости

Жители домов на 11 улицах Советского района Томска сегодня останутся без воды из-за аварийных работ

9 апреля 2024
Томские новости

Хроники томского парламента.
Второй созыв. 1997-2001 годы.
Политика и экономика

29 марта 2024