Комбинирование двухмерных материалов позволит создать первые функционирующие плазмонные чипы

функционирующие плазмонные чипы

Нa стрaницax нaшeгo сaйтa авторы дoстaтoчнo чaстo рaсскaзывaли o плaзмoникe — тexнoлoгии пeрeдaчи и oбрaбoтки инфoрмaции, в кoтoрoй в кaчeствe носителей информации используются плазмоны, колеблющиеся «облака» свободных электронов, возникающие при столкновении фотона света с поверхностью некоторых металлов.

Да, все фотонно-плазмонные устройства, которые были созданы в ходе многочисленных предыдущих исследований, имеют еще достаточно большие габариты, что связано с большой длиной волны используемого в их работе света, сравнительно низкое быстродействие и ограниченную функциональность. Такая ситуация может измениться в недалеком будущем вследствие работы международной группы исследователей из Испании, Италии и Соединенных Штатов, приспособившей для манипуляции и управления фотонами новые многослойные материалы, состоящие из нескольких слоев простых плоских материалов.

Как было уже давно замечено другими группами ученых, в графене, заключенном в оболочку из нитрида бора, электроны перемещаются на большие расстояния по так называемой баллистической траектории, рассеивая малую часть своей энергии даже при комнатной температуре.

В своих исследованиях ученые и обратились к использованию многослойных материалов. Они взяли лист обычного графена и «зажали» его между двумя слоями нитрида бора, кристаллическая решетка которого имеет гексагональную (шестиугольную) форму (hexagonal boron nitride, h-BN). Проведенные эксперименты показали, что на поверхности такого сложного материала плазмоны возникают достаточно просто даже при падении на него фотонов с различной длиной волны. Кроме этого, особенности материала максимально способствуют подавлению потерь энергии при движении плазмонов.

«При помощи таких хитрых уловок нам посчастливилось заставить свет, преобразованный в плазмоны, перемещаться со скоростью, в 150 раз более низкой, нежели скорость света. При этом, размеры элементов оптических схем могут браться в теже 150 раз меньше длины волны света» — рассказывает Франк Коппенс (Frank Koppens), научник из Института фотонники (Institute of Photonic Sciences, ICFO), Барселона, — «В комбинации с обычными электронными технологиями управления оптическими компонентами, наша плазмонная методика способна найти массу разнообразных применений в самых различных областях».

«Нитрид бора является идеальным партнером для графена. А комбинация этих двух материалов демонстрирует массу уникальных электрических и оптических свойств. Благодаря этому мы можем заставить свет «замедляться» и распространяться на большие расстояния по поверхности наноразмерных элементов, которые станут основой электронно-плазмонных оптических чипов будущего поколения» — рассказывает Рэйнер Хилленбрэнд (Rainer Hillenbrand), ученый из центра CIC nanoGUNE, Сан-Себастьян, Испания, — «Такие графеновые чипы, обеспечивающие низкий уровень потерь энергии при движении плазмонов, могут сделать технологии оптической обработки сигналов и вычислений намного быстрее и более эффективными, чем это могут делать современные электронные чипы».

Комбинирование двухмерных материалов позволит создать первые функционирующие плазмонные чипы
Ваша оценка!


Читайте также:

Поделиться с друзьями