Výskumníci z New Physics and Technology Institute of ITMO University v Petrohrade a Pohang University of Science and
Optický spínač pozostáva z dvochatómovo tenké vrstvy polovodičov navrstvené na seba, umiestnené v nanorezonátore vyrobenom z častíc zlata. Ožarovaním takéhoto tranzistora laserom výskumníci prepínali excitonické stavy v systéme z 0 na 1 a späť. Excitón je kvázičastica, ktorá predstavuje elektrónové budenie v dielektriku, polovodiči alebo kove.
Keď je zariadenie vystavené svetlu zurčitý fázový front, prepína medzi žiarením na dvoch rôznych vlnových dĺžkach. To sa dosiahne riadením excitónových kvázičastíc. Môžu byť v nanorezonátore rôzne rozmiestnené (umiestnené v jeho strede alebo pozdĺž okrajov) a podľa toho aj inak vyžarovať.
Vasily Kravtsov, spoluautor štúdie, vedúci výskumník v Inštitúte novej fyziky a technológie ITMO
Výskumníci použili dvojrozmernépolovodičové heteroštruktúry v kombinácii s plazmonickým rezonátorom. Práve to podľa vývojárov umožnilo výrazne zmenšiť veľkosť prepínača. Je 100-krát menšia ako vlnová dĺžka svetla, na ktorej funguje.
Princíp činnosti spínača. Obrázok: Yeonjeong Koo a kol., ACS Nano
Používanie optoelektroniky namiesto klasickejtranzistory sa považujú za sľubný smer: tento prístup je menej energeticky náročný a umožňuje vám rýchlo vykonávať logické operácie bez straty údajov. Ale zvyčajne je veľkosť zariadení prepínaných svetlom porovnateľná s jeho vlnovou dĺžkou, čo bráni ich integrácii s inými elektronickými zariadeniami na čipe.
Nové miniatúrne zariadenia pomôžu prekonať toto obmedzenie. Na škálovanie technológie vedci pracujú na vytvorení dvojrozmerných heteroštruktúr väčších ako 100 mikrónov.
Čítaj viac:
Fyzici našli spôsob, ako prekonať obmedzenie veľkosti polovodičov
Našiel sa poklad, ktorý bol ukrytý počas vojny pred takmer 1000 rokmi
Tajomstvo dlhovekosti je odhalené: vedci prišli na to, ako naštartovať potrebný mechanizmus v ľudskom tele