Onderzoekers van het New Physics and Technology Institute van de ITMO Universiteit in St. Petersburg en de Pohang University of Science en
De optische schakelaar bestaat uit tweeatomair dunne lagen halfgeleiders op elkaar gelegd, geplaatst in een nanoresonator gemaakt van gouddeeltjes. Door zo’n transistor met een laser te bestralen, schakelden de onderzoekers de excitonische toestanden in het systeem van 0 naar 1 en terug. Een exciton is een quasideeltje dat een elektronische excitatie vertegenwoordigt in een diëlektricum, halfgeleider of metaal.
Wanneer het apparaat wordt blootgesteld aan licht vaneen bepaald fasefront schakelt het tussen straling op twee verschillende golflengten. Dit wordt bereikt door exciton-quasideeltjes te beheersen. Ze kunnen anders worden verdeeld in de nanoresonator (in het midden of langs de randen) en dienovereenkomstig anders uitstralen.
Vasily Kravtsov, co-auteur van de studie, leidend onderzoeker aan het New Physics and Technology Institute van ITMO
De onderzoekers gebruikten tweedimensionaalhalfgeleider heterostructuren in combinatie met een plasmonische resonator. Volgens de ontwikkelaars heeft dit het mogelijk gemaakt om de grootte van de switch aanzienlijk te verkleinen. Het is 100 keer kleiner dan de golflengte van het licht waarop het werkt.
Het werkingsprincipe van de schakelaar. Afbeelding: Yeonjeong Koo et al., ACS Nano
Gebruik van opto-elektronica in plaats van klassieketransistors worden als een veelbelovende richting beschouwd: deze aanpak verbruikt minder energie en stelt u in staat snel logische bewerkingen uit te voeren zonder gegevens te verliezen. Maar meestal is de grootte van de door licht geschakelde apparaten vergelijkbaar met de golflengte, waardoor integratie met andere elektronische apparaten op de chip wordt verhinderd.
Nieuwe miniatuurapparaten zullen deze beperking helpen overwinnen. Om de technologie te schalen, werken wetenschappers aan het creëren van tweedimensionale heterostructuren groter dan 100 micron.
Lees verder:
Natuurkundigen hebben een manier gevonden om de beperking van de grootte van halfgeleiders te omzeilen
Schat gevonden die bijna 1000 jaar geleden tijdens de oorlog verborgen was
Het geheim van een lang leven wordt onthuld: wetenschappers hebben ontdekt hoe ze het noodzakelijke mechanisme in het menselijk lichaam kunnen starten