МОСКВА, 29 июля. /ТАСС/. Исследователи из России разработали наноструктурированный материал, заставляющий кремний в 10 тыс. раз активнее 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 ИТМО.
"Наша структура излучает широкополосный белый свет, который состоит из всех цветов радуги и немного ближнего инфракрасного диапазона длин волн. Это очень полезное свойство для оптических вычислительных систем, так как мы можем работать сразу с несколькими видами излучения, а не только с излучением одного цвета", - пояснил научный сотрудник физического факультета ИТМО Артем Ларин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечается в сообщении, миниатюрный источник света, созданный Лариным и другими исследователями под руководством ведущего научного сотрудника физического факультета ИТМО Дмитрия Зуева, построен на базе так называемой метаповерхности. Они представляют собой рукотворные структуры из множества наночастиц или других миниатюрных элементов, которые могут необычным образом взаимодействовать со светом или другими волнами.
В данном случае метаповерхность, состоящая из золотой подложки и цилиндрических столбиков из прослоек кремния и золота, служит своеобразной "ловушкой" для фотонов, которая удерживает их в области, где есть кремний. Особая геометрия этого материала приводит к тому, что кремний начинает в 10 тысяч раз активнее взаимодействовать с фотонами, что позволяет использовать подобные структуры для создания компактных излучателей света.
"За счет этой специфической геометрии мы добиваемся того, что падающий на структуру свет определенной волны локализуется в зазоре между золотой пленкой и дисками и начинает более активно взаимодействовать с кремнием. Причем оптические резонансы настроены так, чтобы эффективно поглощать ближний инфракрасный свет и стимулировать оптические переходы в видимом диапазоне. Так мы получаем эффективный источник излучения на основе кремния", - пояснил Ларин.
В перспективе разработка российских физиков позволит создавать наносенсоры и наноизлучатели видимого и инфракрасного излучения на базе кремния, которые можно будет интегрировать в микрочипы и изготовлять, используя те же самые литографические технологии, как и при производстве интегральных схем. Также эти метаповерхности ускорят разработку приборов для наноспектроскопии и ближнепольной микроскопии, которые используют в медицине, науке и промышленности, подытожили исследователи.