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

Курчатовский институт станет владельцем российской доли в проекте лазера на свободных электронах (XFEL)

Личная информация в резюме повышает шансы получить работу

Запуск зонда к альфа Центавра может состояться в 2069 году

Забота о беспомощных младенцах сделала человека разумным

Недосыпание обостряет тягу к сладкому и соленому

Андроид научат узнавать своего владельца в лицо

Кстати,
до
0,006
кельвина...
Конференция IPS-21 Самара