Физики из России разработали наноантенны, позволяющие управлять движением света и создавать электрическое поле внутри чипов без использования электрических проводников. Их можно применять для создания ячеек памяти и других ключевых элементов оптических компьютеров, сообщила пресс-служба Университета ИТМО в Санкт-Петербурге.
«Для разработки оптического компьютера нужно заменить каждую часть обычного ПК на их оптический аналог. Мы смогли сделать в некотором смысле строительный кирпичик будущего оптического чипа – наноструктуру, которая может использоваться как конденсатор или даже транзистор. С ее помощью можно в том числе управлять потоком фотонов: например, менять интенсивность или направление излучения», – пояснил младший научный сотрудник Университета ИТМО Яли Сунь, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
В последние годы ученые ищут способы заменить электронные логические цепочки в компьютерных схемах на их световые аналоги. Этому пока мешают две вещи – движением света внутри миниатюрных чипов крайне сложно управлять, а также то, что пока не существует надежных систем хранения информации в световом виде. Яли Сунь и его коллеги разработали особые наноантенны для решения этих проблем.
Наноантенны для оптического компьютера
Как отмечают физики, созданные ими наноантенны похожи по форме на пешку – это сферические структуры, погруженные в усеченный конус. Для их изготовления можно использовать хорошо изученные и широко применяемые в микроэлектронике материалы, в том числе золото и кремний.
Антенна устроена таким образом, что она способна манипулировать движением света и вырабатывать статические электрические поля при облучении лазером. Проведенные учеными опыты и расчеты показали, что даже небольшие наноантенны были способны вырабатывать мощные электрические поля при их подсветке лазером.
«Как работает наша наноструктура: мы светим на нее лазером и формируем электрическое поле в полупроводнике, которое изменяет оптический отклик наносистемы. То есть выходным излучением такой наноструктуры можно управлять за счет света. Это важно для фотон-фотонного взаимодействия. Это поможет в создании оптических компьютеров, где все процессы будут выполняться только за счет фотонов», – добавил инженер физического факультета Университета ИТМО Артем Ларин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Еще одним плюсом разработки является то, что форма антенн и комбинация свойств металла и полупроводника позволяют создавать наноантенны очень малых размеров с сохранением их свойств. Это было одной из главных проблем среди других кандидатов на роль основы для оптических компьютеров, построенных на базе иных подходов.
Решение проблемы миниатюризации позволяет использовать наноантенны, созданные российскими учеными, как основу для большого числа компонентов оптических компьютеров, в том числе ячеек памяти. Как надеются исследователи, их разработка ускорит появление подобных вычислительных машин уже в ближайшие годы.
Источник: https://nauka.tass.ru/