Новости Hardware

Российские физики с зарубежными коллегами открыли перспективный материал для фотоники будущего

Кремниевая фотоника давно на слуху и широко используется в оптических линиях связи. Но как шагнуть дальше — преодолеть дифракционный предел и создать ещё меньшие по размерам оптические элементы? Оказалось, что в этом могут помочь известные ещё скандинавским викингам природные материалы, преломляющие свет из-за своей слоистой структуры и гигантской анизотропии. Эти свойства очень кстати для работающей на фотонах электроники.

Исландский шпат. Источник изображения: Каталог минералов

Исландский шпат. Источник изображения: Каталог минералов

Открыть для посткремниевой фотоники мир давно и хорошо известных анизотропных материалов смогли сотрудники Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с зарубежными коллегами из Испании, Великобритании, Швеции и Сингапура, включая первооткрывателя двумерных материалов и нобелевского лауреата Константина Новосёлова. Они впервые измерили гигантскую оптическую анизотропию в слоистых кристаллах дисульфида молибдена и подтвердили опыты теоретическими выкладками.

До последнего времени рекордным значением двулучепреломления (0,8) обладали слоистые кристаллы перовскита BaTiS3 и гексагональный нитрид бора h-BN. Однако для создания более компактной оптики необходимы были материалы с оптической анизотропией, превышающей 1, что позволило бы преодолеть дифракционный предел. Очень перспективными в этом отношении представлялись дихалькогениды переходных металлов и, в частности, дисульфид молибдена.

Перед учёными встала задача измерить количественно оптическую анизотропию дисульфида молибдена и подтвердить её теоретическими расчётами. В ходе серии сложных экспериментов удалось однозначно определить двулучепреломление материала, которое в ближнем инфракрасном диапазоне составило 1,5, а в видимом достигает 3. Эти величины в несколько раз превышают значения предыдущих рекордсменов и позволяют сказать, что эру посткремниевой фотоники можно смело открывать.

Схема строения дисульфида молибдена. Источник изображения: Nature Communications

Схема строения дисульфида молибдена. Источник изображения: Nature Communications

Как сказал профессор Валентин Волков, который в сентябре 2019 года переехал из Университета Южной Дании в МФТИ, где возглавил Центр фотоники и двумерных материалов: «Неожиданно для нас оказалось, что природные анизотропные материалы позволяют создавать компактные волноводы буквально на грани дифракционного предела. Это дает нам возможность конкурировать с кремниевой фотоникой, и теперь мы смело можем не только говорить о посткремниевой фотонике, но и реализовывать ее на практике».

Добавим, статью в Nature Communications по исследованию можно увидеть по этой ссылке, а чуть больше подробностей на русском языке можно прочесть на сайте МФТИ.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
MSI обновила видеокарт Radeon RX 6900 XT, RX 6800 XT и RX 6800 серии Gaming Trio — они стали слегка быстрее 21 мин.
Xigmatek представила серию компактных красочных корпусов Gemini II 28 мин.
1U-сервер ASRock Rack 1U10E-ICX2 получил 10 SFF-отсеков для NVMe SSD с «горячей» заменой 31 мин.
Американцы предложили подогревать электронику химическими реакциями для работы на Луне 2 ч.
Россияне выбрали 2000 деревень, которые получат 4G до конца года 2 ч.
Квантовое превосходство китайского квантового компьютера тоже оказалось мифом 2 ч.
Transcend представила твердотельные накопители на основе 112-слойной памяти 3D NAND 2 ч.
EVGA представила экстремальный игровой десктоп E1 с аналоговыми датчиками температуры 2 ч.
Toyota второй год подряд стала крупнейшим автопроизводителем и увеличила отрыв от Volkswagen — помог дефицит 3 ч.
Серверы Nokia Core на базе AMD EPYC Milan помогут операторам связи сократить выбросы углекислого газа 3 ч.