Новости Hardware

Российские физики «подружили» кремний со светом и сделали шаг к микроэлектронике следующего поколения

Российские физики нашли возможность создавать на кремнии мощные источники фотонов. Это обещает перевести чипы с работы на токе электронов на передачу фотонов. Скорость работы микросхем нового поколения достигнет «световой» скорости при минимальном нагреве чипов.

Собственная мода кремниевого фотонно-кристаллического слоя. Источник изображения: Сколтех

Собственная мода кремниевого фотонно-кристаллического слоя. Источник изображения: Сколтех

В опубликованной в издании Laser and Photonics Reviews работе ученые Сколтеха с коллегами из Института физики микроструктур РАН, Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, Университета ИТМО, МГУ им. М.В. Ломоносова и Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН рассказали о технологии создания на обычном кремнии высокоэффективных источников фотонов.

В обычных условиях кремний — главный материал для изготовления чипов в мировой индустрии полупроводников — плохо поглощает и излучает фотоны. В то же время плотность размещения элементов (транзисторов и прочего) в кристалле достигла такого уровня, что плотность потока тепла в процессе работы чипов начинает мешать росту производительности микросхем и создаёт массу других неудобств. Переход на передачу данных фотонами помог бы решить проблему, но простых решений для этого до сих пор не было.

Учёным удалось «подружить» кремний и свет. Исследователи внедрили в кремниевую структуру германиевые наноточки и, что самое важное, изготовили на поверхности кремния специально рассчитанный фотонный кристалл. Идея заключалась в том, что фотонный кристалл создаст резонатор вокруг излучающей наноточки и многократно усилит свечение, которого в теории хватило бы для работы электронных схем.

Кремниевый фотонно-кристаллический слой (слева), его собственные моды (по центру) и его спектр излучения (справа). Источник изображения: Сколтех

Кремниевый фотонно-кристаллический слой (слева), его собственные моды (по центру) и его спектр излучения (справа). Источник изображения: Сколтех

«Сама идея связанных состояний в континууме была заимствована из квантовой механики: эффективное удержание света внутри резонатора происходит благодаря тому, что симметрия электромагнитного поля внутри резонатора не соответствует симметрии электромагнитных волн окружающего пространства», — поясняется в пресс-релизе на сайте Сколтеха.

Предложенное физиками решение усилило интенсивность свечения более чем в сто раз — это открывает один из перспективных путей для перехода к CMOS-совместимым оптоэлектронным интегральным схемам.

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 🔥
В новой геймплейной демонстрации AWAY: The Survival Series показали погоню за стрекозой, охоту на ящерицу, битву со змеёй и не только 2 ч.
Роскомнадзор заблокировал сайт Genius с текстами песен 2 ч.
Видео: узнаваемые враги и сила чёрной дыры в кинематографическом трейлере приключенческого ролевого экшена Grime 3 ч.
Сюжетное дополнение «Осада Парижа» к Assassin’s Creed Valhalla получило официальную дату выхода 4 ч.
Эрмитаж выпустит NFT-токены по избранным картинам из своей коллекции 4 ч.
Евросоюз дал Google два месяца на улучшение результатов поиска отелей и авиабилетов 5 ч.
Spotify начал уведомлять о новых релизах любимой музыки и подкастов 5 ч.
За первую неделю приключенческий экшен Death's Door опробовали 100 тыс. игроков 5 ч.
Продажи Mortal Kombat 11 превысили 12 млн копий 6 ч.
Курьеры Amazon получили «ключи» от тысяч американских домов — это может стать угрозой для жильцов 7 ч.
Представлен Nokia XR20 — защищённый смартфон на бюджетном 5G-чипе Qualcomm по цене 45 тыс. рублей 2 мин.
Скоро выйдет первый 5G-смартфон BlackBerry — производитель решил отыскать поклонников бренда 10 мин.
Xiaomi представила электрический самокат Mi Electric Scooter 3 за 450 евро с повышенной безопасностью 19 мин.
Xiaomi представила беспроводные наушники Redmi Buds 3 Pro в Европе за 70 евро 22 мин.
McDonald’s сосредоточится на развитии приложения, чтобы обеспечить лучший сервис 31 мин.
Xiaomi представила в Европе флагманский Wi-Fi-роутер Mi Router AX9000 — три диапазона и более 8 Гбит/с 45 мин.
H3C анонсировала китайский 7-нм сетевой процессор Engiant 800: 500+ ядер и 40 млрд транзисторов 2 ч.
Lucid Motors вышла на биржу, привлекла $4,5 млрд и скоро выпустит седан Air — конкурента Tesla Model S 3 ч.
Zotac выпустит уникальную видеокарту GeForce RTX 3080 Ti X-Gaming Naraka Bladepoint Edition 4 ч.
200-МВт солнечная электростанция Sun Streams 2 для дата-центров Microsoft в Аризоне пущена в эксплуатацию 6 ч.