Учёные из ИТМО разработали уникальную метаповерхность, которая увеличивает способность кремния поглощать и излучать свет в 10 тысяч раз при минимальном объёме активного материала. Это открытие позволит создавать более быстрые и энергоэффективные оптические коммуникационные устройства, а также приборы наноспектроскопии для медицины, науки и промышленности. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе университета.
Проблема современных электронных устройств — сильный нагрев при интенсивной работе. В отличие от электронов, фотоны выделяют гораздо меньше тепла и обеспечивают значительно более высокую скорость логических операций. Однако кремний, основной материал в электронике, обладает низкой квантовой эффективностью как источник света, что ограничивает его использование в оптических системах.
Решение ИТМО заключается в создании метаповерхности — структуры из золота с нанометровым зазором, где размещается кремний. Благодаря особой геометрии свет с определённой длиной волны локализуется в этом зазоре, усиливая взаимодействие с кремнием и вызывая оптические резонансы. Эти резонансы эффективно поглощают ближний инфракрасный свет и стимулируют излучение в видимом спектре, обеспечивая широкий спектр белого света.
Активный кремниевый материал, при этом, имеет крайне малый объём — аналог размера сферы с диаметром 50 нанометров. Такая компактность и высокая эффективность значительно расширяют возможности применения кремния в перспективных оптических технологиях, включая системы высокоскоростной связи и точные приборы для микроскопии и спектроскопии.
Российские учёные создают диоды на основе оксида галлия для мощной электроники. Проект предусматривает создание силовых диодов класса 1 кВ с барьером Шоттки.