Ricercatori del Nuovo Istituto di Fisica e Tecnologia dell'Università ITMO di San Pietroburgo e dell'Università delle Scienze di Pohang
L'interruttore ottico è composto da duestrati atomicamente sottili di semiconduttori sovrapposti l'uno all'altro, posti in un nanorisonatore fatto di particelle d'oro. Irradiando un transistor di questo tipo con un laser, i ricercatori hanno commutato gli stati eccitonici nel sistema da 0 a 1 e viceversa. Un eccitone è una quasiparticella che rappresenta un'eccitazione elettronica in un dielettrico, semiconduttore o metallo.
Quando il dispositivo è esposto alla luce daun certo fronte di fase, commuta tra la radiazione a due diverse lunghezze d'onda. Ciò si ottiene controllando le quasiparticelle degli eccitoni. Possono essere distribuiti in modo diverso nel nanorisonatore (situato al centro o lungo i bordi) e, di conseguenza, emettere in modo diverso.
Vasily Kravtsov, coautore dello studio, ricercatore leader presso il New Physics and Technology Institute dell'ITMO
I ricercatori hanno utilizzato il bidimensionaleeterostrutture semiconduttrici in combinazione con un risonatore plasmonico. Secondo gli sviluppatori, questo è ciò che ha permesso di ridurre significativamente le dimensioni dell'interruttore. È 100 volte più piccolo della lunghezza d'onda della luce con cui opera.
Il principio di funzionamento dell'interruttore. Immagine: Yeonjeong Koo et al., ACS Nano
Utilizzando l'optoelettronica invece di quella classicai transistor sono considerati una direzione promettente: questo approccio consuma meno energia e consente di eseguire rapidamente operazioni logiche senza perdere dati. Ma di solito la dimensione dei dispositivi commutati dalla luce è paragonabile alla sua lunghezza d'onda, il che ne impedisce l'integrazione con altri dispositivi elettronici sul chip.
Nuovi dispositivi in miniatura aiuteranno a superare questa limitazione. Per ampliare la tecnologia, gli scienziati stanno lavorando alla creazione di eterostrutture bidimensionali di dimensioni superiori a 100 micron.
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