Наука и технологии России

Вход Регистрация

Российские ученые обещают "медную революцию" в нанофотонике

Исследователи из Московского физико-технического института впервые экспериментально продемонстрировали, что нанофотонные компоненты на основе меди могут успешно работать в фотонных устройствах, сообщает ТАСС со ссылкой на публикацию в научном журнале NanoLetters. Ранее считалось, что необходимыми для этого свойствами обладают только компоненты на основе золота и серебра.

Медные компоненты не только не уступают аналогам из благородных металлов, но и, в отличие от них, легко интегрируются в микросхемы в стандартном технологическом процессе.

"Нам удалось создать медные чипы, оптические свойства которых ни в чем не уступают золотым, - говорит лидер исследования Дмитрий Федянин. - Более того, мы добились этого в производственном цикле, совместимом с КМОП-технологией, которая является основой всех современных интегральных схем, включая микропроцессоры. Это своего рода революция в нанофотонике".

Нанофотоника - область исследований, работающая в том числе над тем, чтобы заменить существующие в вычислительных устройствах компоненты на более совершенные за счет использования фотонов вместо электронов. Наноразмерные фотонные компоненты создают на основе так называемых металл-диэлектрических наноструктур, и ранее считалось, что по своим фундаментальным свойствам для создания эффективных наноструктур могут использоваться только два металла - золото и серебро.

Однако на практике создавать компоненты на основе золота и серебра очень трудно, потому что оба металла практически не вступают в химические реакции, а значит процесс создания наноструктур дорогой, долгий, а иногда и вовсе неосуществимый.

На основании обобщения теории для так называемых плазмонных металлов исследователи еще в 2012 году выяснили, что медь как оптический материал может не только составить конкуренцию золоту, но и превзойти его. В отличие от золота, медь можно довольно легко структурировать, использую жидкостное или плазменное травление и создавать на ее основе наноразмерные компоненты, которые легко интегрируются в фотонные или электронные интегральные схемы на основе кремния. Исследователям понадобилось более двух лет, чтобы закупить необходимое оборудование, разработать технологический процесс, изготовить образцы, провести множество независимых измерений и экспериментально подтвердить эту гипотезу.

Создание нанофотонных компонентов на основе меди, которые по своим характеристикам не уступают аналогам из золота является революционным открытием для фотоники и компьютеров будущего, а их производство в рамках стандартного технологического процесса, используемого для производства большинства современных микросхем, означает, что именно медные нанофотонные компоненты смогут в самом ближайшем будущем стать основой для энергоэффективных источников излучения, сверхчувствительных сенсоров и датчиков, а также высокопроизводительных оптоэлектронных процессоров, работающих на нескольких тысячах ядер, для видеокарт, персональных компьютеров и суперкомпьютеров.

STRF.ru

РЕЙТИНГ

4.75
голосов: 8

Обсуждение

Новости

В человеческой слюне найдена новая форма жизни

Марсианская почва пригодна для выращивания земных овощей

Шимпанзе знают секрет крепкого сна

На Марсе обнаружен земной минерал

Люди не способны обойтись без телефона ни минуты

У человека тоже есть встроенный «биокомпас»

Кстати,
на
52%
сократились...
Конференция IPS-21