Российские физики из ИТМО совместно с зарубежными коллегами создали новый материал для оптических чипов, способный управлять световыми сигналами без использования электроники. Инновационное решение основано на свойствах перовскитов — рукотворных материалов, активно взаимодействующих со светом.
Учёные обнаружили уникальные нелинейные свойства волноводов (каналов, задающих направление свету) из перовскитов. Это открытие открывает путь к созданию сверхбыстрых оптических чипов, где управление световыми сигналами будет осуществляться при помощи самого света.
Принцип работы нового материала основан на использовании так называемого «жидкого света» — особого состояния, при котором световые частицы могут взаимодействовать друг с другом. Учёные создали специальную платформу из перовскита толщиной около 100 нанометров, по которой световые импульсы распространяются подобно машинам по дороге.
Мы впервые исследовали, как именно распространяются мощные, но короткие импульсы света в перовскитовых волноводах и показали, что этот материал обладает сильными нелинейными свойствами. Это открывает путь к созданию сверхбыстрых оптических чипов, где можно будет управлять светом при помощи света — без электроники.
Особенность нового материала заключается в том, что он способен менять свои свойства под воздействием световых импульсов разной мощности. Слабые сигналы практически не влияют на материал, тогда как мощные импульсы могут изменять его характеристики.
Мы создали волновод — специальную платформу из перовскита толщиной около 100 нм. По ней световые импульсы пробегают как машины по улице. Чтобы фотоны «въезжали» и «выезжали» на «улицу», мы сформировали для них элементы ввода и вывода — «съезды» с дороги. Особенность в том, что наша «улица» нелинейная — она меняется под влиянием самих импульсов».
Новая разработка позволит создать фотонные компьютеры с упрощённой конструкцией и значительно более продуктивными. Это станет возможным благодаря отказу от управляющей электроники в пользу полностью оптических схем управления.
Все процессы работают при комнатной температуре, что делает технологию пригодной для практического применения. Учёные из России, Германии, Швейцарии, Турции и Великобритании продолжают работу над совершенствованием материала и расширением его функциональных возможностей.
Читайте ещё материалы по теме:
Российские учёные впервые зафиксировали «убегающие» электроны в лабораторном спрайте
Как палладий с углеродом энергию ускоряют: учёные из Красноярска создали нанокомпозиты на основе химических элементов
