Новости Hardware

Российские учёные создали сверхбыстрый фотонный переключатель для компьютерных устройств

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова сообщил о разработке технологии, которая в перспективе может привести к появлению компьютерных устройств нового поколения: российские исследователи в составе международной группы создали сверхбыстрый фотонный переключатель, работающий на кремниевых наноструктурах.

Разработка относится к фотонике. По сути, фотоника является аналогом электроники, использующим вместо электронов кванты электромагнитного поля — фотоны. Главное их преимущество 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.

Однако существует сложность. В то время как основа современных электронных устройств — транзисторы — имеют нанометровые размеры, у прототипов оптических транзисторов габариты исчисляются микрометрами. Структуры же, способные в этом смысле конкурировать с электроникой, такие, как плазмонные наночастицы, отличались низкой эффективностью и большими потерями. Так что ситуация с компактностью для фотонных схем представлялась тупиковой.

Но три года назад был открыт важный эффект: исследователи обнаружили в наночастицах кремния сильные резонансы в видимой области спектра — так называемые магнитные дипольные резонансы. Данный резонанс характеризуется сильной локализацией световых волн на субволновых масштабах внутри наночастиц. Как выяснилось, открытие может лечь в основу компактного и очень быстрого фотонного переключателя.

Наночастицы удалось изготовить в Австралийском национальном университете методом электронно-лучевой литографии с последующим плазменным травлением. Полученные образцы были направлены в Москву, и все последующие эксперименты с ними проводились на физическом факультете МГУ в лаборатории нанооптики и метаматериалов.

В результате, учёные создали прибор, представляющий собой диск диаметром в 250 нанометров, способный переключать оптические импульсы за время, исчисляемое фемтосекундами (10−15 с). Такое время срабатывания позволит в перспективе создавать устройства передачи и обработки информации, функционирующие на скоростях в десятки и сотни терабит в секунду.

Работа созданного учёными 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 счёт 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.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Для Skyrim вышел масштабный мод Warden of the Coast с нелинейным сюжетом, озвучкой и компаньонами в стиле Mass Effect и Dragon Age 11 мин.
Алексей Кудрин станет советником по корпоративному развитию в «Яндексе» 35 мин.
В приложениях для Hyundai и других авто нашли уязвимости, позволяющие дистанционно захватить контроль над машиной 2 ч.
Слухи: ремейк Metal Gear Solid станет эксклюзивом PS5, а анонс не за горами 3 ч.
Создатель The Callisto Protocol объяснил проблемный запуск игры на ПК: из-за спешки в релиз ушли не те файлы 17 ч.
Криптобиржу FTX приходилось спасать от обвала ещё задолго до банкротства 24 ч.
Apple в полном объёме возобновила покупку рекламы на страницах Twitter 04-12 07:20
Новая статья: Soccer Story — мимо ворот. Рецензия 04-12 00:22
Twitter теперь больше полагается на автоматизацию при модерации контента 03-12 23:50
Новая статья: Gamesblender № 599: «безнадежная» GTA, кооп-шутер по «Звездному десанту» и далекий ремейк «Ведьмака» 03-12 23:44
Поставки AR/VR-гарнитур Apple могут отложить до второй половины 2023 года 6 мин.
Субсидий на $52 млрд для производства чипов в США будет недостаточно — нужно ещё $30 млрд для разработки 40 мин.
Nokia получила разрешение на поставки оборудования в Россию, но о возобновлении бизнеса речь не идёт 2 ч.
«МегаФон» продал долю в «Связном» неизвестному покупателю 4 ч.
NVIDIA и Apple окажутся в числе первых клиентов предприятия TSMC в Аризоне 4 ч.
Власти Вьетнама стараются склонить Samsung к строительству предприятия по выпуску чипов 5 ч.
Новая статья: Обзор AMD Ryzen 7950X и наш список претензий к Zen 4 10 ч.
Новая статья: Обзор смартфона HUAWEI Mate 50 Pro: новый король мобильной фотографии? 12 ч.
Volkswagen построит в Канаде или США аккумуляторный завод, чтобы покупатели ID.4 могли получать максимальные субсидии 16 ч.
Intel намерена выпустить чип с 1 трлн транзисторов после 2030 года, но для этого нужны новые материалы и упаковка 18 ч.