Новости отрасли

Физики ИТМО разработали новый метод усиления фотолюминесценции кремния. Они спроектировали метаповерхность, которая в 10 тысяч раз увеличивает способность кремния поглощать и излучать частицы света при максимально маленьком объеме активного материала. Это позволит создавать более быстрые и энергоэффективные устройства коммуникации, а также приборы наноспектроскопии для медицины, науки и промышленности, сообщила пресс-служба университета.

От длительной и интенсивной работы электронные устройства сильно нагреваются. Решить эту проблему могут помочь фотоны — частицы света. В оптических системах они выполняют ту же функцию, что и электроны в привычной для нас электронике, при этом «выделяют» вовне значительно меньше тепловой энергии. Кроме того, фотоны в сравнении с электронами позволяют выполнять логические операции в разы быстрее.

Для перехода к оптическим вычислительным системам нужно заменить электронные компоненты, в основе которых лежат интегральные схемы, на оптические аналоги. Однако почти все современные электронные устройства «работают» на кремнии: из него делают большинство компонентов для сбора, обработки и хранения информации, так как он относительно дешевый и долговечный. Кремний уже стал основой для некоторых компонентов оптических систем, но популярности в качестве источника излучения не нашел. Причина в его низкой квантовой эффективности — мере световой чувствительности, которая выражает количественную разницу между поглощенными и излученными фотонами.

В ИТМО нашли способ, как увеличить квантовую эффективность кремния в 10 тысяч раз — с 10-7 до 10-3. Ученые разработали метаповерхность, которая служит «ловушкой» для фотонов и «удерживает» их в области, где есть кремний. Такие структуры создают методом литографии из золота — этот металл слабо взаимодействует с воздухом, у него низкие потери в видимом диапазоне длин волн и из него легко изготавливать подобные конструкции. На поверхности золотой пленки формируют периодический массив золотых цилиндров, оставляя между ними и пленкой нанометровый зазор. После в этом зазоре располагают и сам кремний.

Источник: наука.рф