МОСКВА, 8 июня. /ТАСС/. Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) вместе с другими российскими и датскими коллегами впервые экспериментально подтвердили ранее предсказанный эффект "плазмонной наноструи" (plasmonic nanojet), что в перспективе может помочь сделать оптическую электронику конкурентоспособной, в том числе приблизить создание оптического компьютера. Об этом говорится в сообщении пресс-службы ТПУ.
Ученые разных стран мира работают над созданием вычислительной техники, в основе которой лежит оптическое излучение, то есть для работы и передачи информации используется не электрический ток, а свет. Оптические компьютеры должны быть более быстрыми по сравнению с самыми скоростными машинами, которые существуют сегодня. Однако пока такие разработки остаются технологиями будущего. Одна из проблем - миниатюризация фотонных элементов: пока их габариты больше, чем у электронных аналогов.
"Логические элементы обычных современных процессоров имеют размеры в десятки микрометров. Оптическая электроника может стать конкурентоспособной, если удастся "сжать" свет до наномасштаба. Обойти это препятствие возможно, если перейти от фотонов к поверхностным плазмон-поляритонам - это особые электромагнитные волны, которые могут распространяться вдоль границы металла и воздуха или диэлектрика. Ранее мы теоретически предсказали возможность реализации эффекта плазмонной наноструи, сейчас удалось зафиксировать его экспериментально", - приводит пресс-служба слова руководителя проекта, профессора отделения электронной инженерии ТПУ Игоря Минина.
Суть эксперимента
С помощью простого метода ученым удалось сфокусировать поверхностные плазмонные волны в струю и зафиксировать это с помощью микроскопа. В экспериментах исследователи использовали тонкую пленку из золота. На ее поверхности разместили квадратную частицу из диэлектрического материала размером 5 на 5 микрометров для телекоммуникационной длины волны. Частица, изготовленная датскими учеными, и стала микролинзой, позволившей сфокусировать плазмоны в очень маленькой области в виде наноразмерной струи. Зафиксировали плазмонную нанострую с помощью микроскопа в Московском физико-техническом институте.
"Если струя из фотонов трехмерная (так называемая фотонная наноструя), то из плазмонов - двухмерная. Ее габариты меньше, а значит, в дальнейшем устройства, в которых может быть применен этот эффект, могут стать миниатюрнее, а локализовать электромагнитное излучение можно в очень маленькой области. Для получения "плазмонной наноструи" нужны только источник излучения на телекоммуникационной длине волны и прямоугольные микрочастицы диэлектрика. Простота получения локализованных плазмонных пучков расширяет возможности для их практического применения, например, в микроскопах со сверхразрешением, для создания биосенсоров и в биологических исследованиях, где требуется управление молекулами. Пока опубликован только первый из серии запланированных экспериментальных результатов", - отметил Минин.
Исследование проводится в сотрудничестве с учеными из Института сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники РАН, Московского физико-технического института, Томского госуниверситета и Датского технического университета. Работа поддержана грантом Российского фонда фундаментальных исследований. Результаты экспериментов представлены в журнале Optics Letters.