| www.caltech.edu

Як сфокусувати світло в промінь діаметром декілька нанометрів

Схожі повідомлення

Створено мініатюрний квантовий спектрометр, який можна вбудовувати в смартфон або комп’ютер

Комбінація графена і нітриду бору дозволяє реалізувати ефективне управління променями світла

Створено перший лазер на основі сплаву германію-олова, сумісний з існуючою технологією виробництва чіпів

Створено новий лазер рентгенівського випромінювання

Розроблено новий світлопоглинаючий матеріал, ефективність якого майже дорівнює "ідеальному" значенню

Останні повідомлення

Китай стал безоговорочным лидером в солнечной энергетике

Ботаники «взломали» ксантофилловый цикл растений

В Индии завершилось строительство крупнейшей в мире солнечной электростанции

В углеродных нанотрубках вода замерзает даже при 105 градусах Цельсия

Китай предлагает построить солнечную электростанцию в чернобыльской зоне

Фахівці Каліфорнійського технологічного інституту (California Institute of Technology, Caltech) створили прилад, що фокусує світло в промінь діаметром усього кілька нанометрів. На думку дослідників, ця розробка може призвести до появи нового покоління елементної бази для обчислювальної техніки, комунікаційного устаткування і засобів роботи з зображеннями.

Світло дозволяє передавати значно більшу кількість інформації з вищою ефективністю, ніж електричний струм, тому в лініях зв’язку сьогодні широко використовуються оптичні технології. Однак їх використання всередині комп’ютерів та інших електронних пристроїв перешкоджає складність мікромініатюризації. Зокрема, ще не вдавалося сформувати світло в пучок діаметром, порівнянного з розмірами провідників в електронних мікросхемах. Як тільки розміри компонентів стають менше довжини хвилі (кілька сотень нанометрів в разі видимого світла), ця дифракційна межа фізично перешкоджає подальшому фокусуванню.

Фахівці Caltech змогли обійти проблему, створивши новий вид хвилеводу, що нагадує тунель, по якому поширюється світло. Прилад, описаний в свіжому номері журналу Nature Photonics, виготовлено з аморфного діоксиду кремнію й покритого тонким шаром золота. Розміри приладу видно на нижній ілюстрації.

Коли світло проходить по хвилеводу, фотони взаємодіють з електронами на межі двох середовищ. Електрони починають коливатися і коливання поширюються уздовж приладу у формі хвиль. Оскільки параметри коливань прямо пов’язані з параметрами світлового випромінювання, вони можуть переносити ту ж саму інформацію.

Іншими словами, замість того, щоб фокусувати світло (що неможливо через дифракційного межі), прилад «фокусує» коливання електронів, які відомі під назвою поверхневих плазмонів поляритонів (surface plasmon polaritons, SPP). Коливання SPP передаються по хвилеводу і фокусуються в міру переміщення до загостреного кінця приладу.

На відміну від колишніх спроб сфокусувати промінь світла до таких розмірів, новий прилад характеризується набагато більш високою ефективністю - близько 50%. Якщо ж розміри хвилеводу збільшити до 14 х 80 нм, то ефективність підвищується до 70%.
Важливим достоїнством розробки є те, що прилад виготовляється із застосуванням існуючих технологій напівпровідникового виробництва, так що його легко інтегрувати в сучасні мікросхеми.

У числі потенційних застосувань розробки вчені називають більш ефективну і ємну пам’ять, мікросхеми для обладнання зв’язку та датчики.

this video shows the final fabrication step of the nanofocusing device. a stream of high-energy gallium ions blasts away unwanted layers of gold and silicon dioxide to carve out the shape of the device.

Схожі повідомлення

Створено мініатюрний квантовий спектрометр, який можна вбудовувати в смартфон або комп’ютер

Комбінація графена і нітриду бору дозволяє реалізувати ефективне управління променями світла

Створено перший лазер на основі сплаву германію-олова, сумісний з існуючою технологією виробництва чіпів

Створено новий лазер рентгенівського випромінювання

Розроблено новий світлопоглинаючий матеріал, ефективність якого майже дорівнює "ідеальному" значенню

Останні повідомлення

Китай стал безоговорочным лидером в солнечной энергетике

Ботаники «взломали» ксантофилловый цикл растений

В Индии завершилось строительство крупнейшей в мире солнечной электростанции

В углеродных нанотрубках вода замерзает даже при 105 градусах Цельсия

Китай предлагает построить солнечную электростанцию в чернобыльской зоне

Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль