Все новости

В России разработали метод подбора оптимальных свойств волноводов в фотонных чипах

Расчеты позволят применять нанокристаллы фосфида галлия при разработке фотонных интегральных схем, сообщил профессор Алферовского университета Иван Мухин

ТАСС, 8 февраля. Российские физики разработали подход, позволяющий точно определить то, как меняются оптические свойства волноводов на базе фосфида галлия при различных деформациях. Подобные расчеты позволят инженерам применять нанокристаллы фосфида галлия при разработке фотонных интегральных схем, сообщили ТАСС в среду в пресс-службе Фонда поддержки НТИ.

"Применение волноводов из фосфида галлия позволит повысить эффективность нанофотонного чипа за счет уменьшения оптических потерь, связанных с поглощением излучения. Кроме того, в работе продемонстрирована высокая механическая прочность нитевидного нанокристалла, которая позволяет значительно изгибать его. Это облегчит разводку волновода на чипе", - сообщил профессор Алферовского университета (член консорциума центра компетенций НТИ "Фотогика") Иван Мухин, чьи слова приводит пресс-служба Фонда поддержки НТИ.

Долгое время вычислительные мощности и объемы памяти компьютеров удваивались каждые два года, следуя так называемому "закону Мура", сформулированному еще в 1970 годах основателем фирмы Intel Гордоном Муром. В последние годы темпы развития полупроводниковой электроники значительно замедлились, так как транзисторы по размерам уже приближаются к атомам. Возрастают токи утечки, что мешает их работе и повышает энергопотребление.

В последние годы физики и инженеры пытаются заменить электронные логические цепочки на их световые аналоги. Этому пока мешают две вещи - движением света крайне сложно управлять внутри миниатюрных чипов, а также то, что пока не существует надежных систем хранения информации в световом виде.

Профессор Мухин и его коллеги уже несколько лет работают над решением этих проблем, для чего они создают волноводы на базе полупроводниковых нанопроводов. Подобные структуры легко переносят тяжелые механические нагрузки, при этом они хорошо проводят свет и обладают высоким коэффициентом преломления. Одними из самых перспективных материалов такого рода являются нанопровода из фосфида галлия, соединения фосфора и галлия.

Как отмечают исследователи, для использования этих наноструктур внутри сложных нанофотонных устройств критически важно понимать то, как меняются характер их взаимодействия со световыми квантами (фотонами) при растягивании, изгибах и других деформациях. Для получения подобных сведений ученые вырастили набор из нанопроводов из фосфида галлия и изучили то, как меняются их свойства при сгибании и прочих деформациях при помощи Рамановского микроскопа. Проведенные учеными замеры, а также теоретические расчеты помогли им понять, как именно меняются оптические свойства волновода при его изгибе и прочих типах деформаций. В перспективе, это позволит проектировать структуру волноводов таким образом, что они будут оптимально проводить через себя оптические сигналы.

"Мы предложили метод, позволяющий измерить и предсказать важную характеристику волновода - внутреннее распределение электромагнитного поля по его сечению. Это облегчит проектирование геометрии волновода, отвечающей максимальной эффективности передачи сигнала в нанофотонном чипе", - подытожил младший научный сотрудник Алферовского университета (Санкт-Петербург) Владислав Шаров.

Теги