Учёные из Гарварда и ИТМО разработали метаповерхности для квантовых вычислений и источников света

Российские учёные создали самый маленький кремниевый источник света «Устройство генерирует широкополосный белый свет, включая все цвета видимого спектра и часть инфракрасного диапазона. Такие характеристики особенно ценны для оптических вычислительных систем, где важно работать с разными длинами волн одновременно»,- пояснил научный сотрудник Университета ИТМО Артём Ларин. В основе разработки лежит метаповерхность — искусственная структура из золотой подложки и кремниево-золотых наноцилиндров. Она действует как ловушка для фотонов, многократно усиливая их взаимодействие с кремнием. Важно, что производство таких наноустройств возможно с использованием стандартных литографических методов.

Гарвардские учёные создали ультратонкую метаповерхность, которая заменяет громоздкие оптические системы в квантовых вычислениях Устройство манипулирует фотонами при комнатной температуре, решая проблему масштабируемости. Традиционные методы требуют множества линз, зеркал и светоделителей, но новая метаповерхность толщиной в наноструктуры выполняет их функции в одной пластине. «Теперь всю оптику можно миниатюризировать», — пояснил ведущий автор Керолос Юсеф. Исследователи применили теорию графов для расчёта взаимодействий фотонов, преобразовав математические модели в физический дизайн чипа. Монолитная конструкция устойчивее аналогов и совместима с полупроводниковым производством. Технология подходит не только для квантовых компьютеров, но и для сенсоров или компактных лабораторий.

Исследователи Нового физтеха ИТМО разработали метод усиления свойств кремния излучать свет. Этот элемент плохо отражает поглощённый свет, однако физики разработали «ловушку» из золота, которая позволяет решить эту проблему. Такая метаповерхность в 10 000 раз повышает фотолюминесценцию кремния при минимальном объёме материала. Самый маленький источник света поможет создавать более быстрые и энергоэффективные устройства для связи, приборы для медицины, науки и промышленности.

Рекордно маленький источник света для разнообразных оптических систем представили исследователи из университета ИТМО. В роли активного материала выступил доступный и долговечный кремний, чья способность поглощать и излучать фотоны была увеличена в 10 тыс. раз благодаря спроектированной учеными метаповерхности из золота. Разработка может применяться в устройствах коммуникации нового поколения, а также в приборах наноспектроскопии и ближнепольной микроскопии, используемых в медицине, научных изысканиях и промышленности. Подробнее об исследовании корреспонденту «Научной России» рассказал его первый автор, научный сотрудник физического факультета ИТМО, кандидат физико-математических наук Артем Олегович Ларин. Фото: ASC Photonics Подробнее на портале Научная Россия #итмо #кремний

Российские учёные в 10 000 раз увеличили способность кремния поглощать и излучать частицы света. Как объяснили в ИТМО, для перехода к оптическим вычислительным системам традиционные электронные компоненты нужно заменить на оптические. Кремний уже пытались использовать в некоторых оптических системах, но его квантовая эффективность была слишком мала. В ходе исследования удалось получить свет от кремниевых сфер диаметром всего 50 нанометров. Они помогут разработать более эффективные, быстрые и энергоэкономичные устройства коммуникации, приборы для наноспектроскопии и ближнепольной микроскопии, востребованные в медицине, науке и промышленности. Подробнее об этой работе читайте на сайте Наука.рф #Десятилетиенауки

Разработан класс ультракомпактных оптических устройств Стремясь уменьшить размеры и усовершенствовать технологии управления светом, исследователи из Массачусетского технологического института представили новую платформу, которая расширяет границы современной оптики за счёт нанофотоники — управления светом на наноуровне, то есть на миллиардных долях метра. В результате появился класс ультракомпактных оптических устройств, которые не только меньше и эффективнее существующих технологий, но и могут динамически настраиваться или переключаться с одного оптического режима на другой. До сих пор в нанофотонике такое сочетание было недостижимым. В нанофотонике традиционно используются такие материалы, как кремний, нитрид кремния или диоксид титана. Это строительные блоки устройств, которые направляют и удерживают свет с помощью таких структур, как волноводы, резонаторы и фотонные кристаллы. Последние представляют собой периодические структуры из материалов, которые управляют распространением света подобно тому, как полупроводниковый кристалл влияет на движение электронов. Несмотря на высокую эффективность, эти материалы имеют два существенных недостатка. Первый связан с их показателями преломления. Это показатель того, насколько сильно материал взаимодействует со светом. Чем выше показатель преломления, тем сильнее материал «захватывает» свет или взаимодействует с ним, сильнее его преломляя и замедляя. Показатели преломления кремния и других традиционных нанофотонных материалов зачастую невелики, что ограничивает возможности по удержанию света и созданию небольших оптических устройств. Второе серьёзное ограничение традиционных нанофотонных материалов: после создания структуры её оптические свойства практически не меняются. Как правило, невозможно существенно изменить её реакцию на свет без физического вмешательства. «Возможность настройки необходима для многих приложений в области фотоники нового поколения, таких как адаптивная визуализация, высокоточное зондирование, реконфигурируемые источники света и обучаемые оптические нейронные сети», — считает Сачин Вайдья, постдок Исследовательской лаборатории электроники RLE Массачусетского технологического института. Подробнее: #нанофотоника #новостиэлектроники

Исследователи Нового физтеха ИТМО разработали метод усиления свойств кремния излучать свет. Этот химический элемент плохо отражает поглощенный свет, однако, физики разработали специальную «ловушку» из золота, которая позволяет решить эту научную проблему, сообщает официальный телеграм-канал правительства Санкт-Петербурга. Такая метаповерхность в 10 тысяч раз повышает фотолюминесценцию кремния при минимальном объеме материала. Самый маленький источник света поможет создавать более быстрые и энергоэффективные устройства для связи, приборы для медицины, науки и промышленности. ВКонтакте Одноклассниках