/ Новости

18.02.2016

Российские ученые совершили революционное открытие в нанофотонике

Исследователи из Московского физико-технического института впервые экспериментально продемонстрировали, что нанофотонные компоненты на основе меди могут успешно работать в фотонных устройствах, ранее считалось, что необходимыми для этого свойствами обладают только компоненты на основе золота и серебра. Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале NanoLetters.

Революционное для фотоники и компьютеров будущего открытие сделали исследователи из лаборатории нанооптики и плазмоники центра наноразмерной оптоэлектроники МФТИ. Им впервые удалось произвести нанофотонные компоненты на основе меди, которые по своим характеристикам не уступают аналогам из золота. Примечательно, что медные компоненты были произведены учеными в рамках стандартного технологического процесса, используемого для производства большинства современных микросхем. Это означает, что именно медные нанофотонные компоненты смогут в самом ближайшем будущем стать основой для энергоэффективных источников излучения, сверхчувствительных сенсоров и датчиков, а также высокопроизводительных оптоэлектронных процессоров, работающих на нескольких тысячах ядер.

Открытие было сделано в рамках так называемой нанофотоники – области, исследований, работающей в том числе над тем, чтобы заменить существующие в вычислительных устройствах компоненты на более совершенные за счет использования фотонов вместо электронов. Однако, в то время как основной компонент современной электроники, транзистор, может быть уменьшен до нескольких единиц нанометров, дифракция света ограничивает минимальные размеры фотонных компонентов величиной приблизительно равной длине волны света (порядка 1 микрометра). Несмотря на фундаментальность этого так называемого дифракционного предела, его возможно преодолеть используя металл-диэлектрические структуры и создать действительно наноразмерные фотонные компоненты. Во-первых, большинство металлов обладают отрицательной диэлектрической проницаемостью на оптических частотах, и свет не может в них распространяться, проникая на глубину всего лишь около 25 нанометров. Во-вторых, свет может быть преобразован в поверхностные плазмон-поляритоны, поверхностные волны распространяющиеся вдоль поверхности металла. Таким образом становится возможным перейти от привычной трехмерной к фактически двумерной фотонике на основе поверхностных плазмонов, известной как плазмоника, и управлять светом уже на масштабах порядка 100 нанометров, т.е. далеко за дифракционным пределом.

 

Ранее считалось, что для создания эффективных фотонных металл-диэлектрических наноструктур могут использоваться только два металла – золото и серебро, – в то время как все остальные металлы характеризуются настолько большим поглощением, что не могут быть альтернативой этим двум материалам. Однако на практике создавать компоненты на основе золота и серебра не представляется возможным, потому что оба металла, будучи "благородными", практически не вступают в химические реакции, а значит, из них крайне трудно, дорого и в большинстве случаев просто невозможно создавать наноструктуры – основу современной фотоники.

Исследователи из МФТИ нашли решение этой проблемы. На основании обобщения теории для так называемых плазмонных металлов они еще в 2012 году выяснили, что медь как оптический материал может не только составить конкуренцию золоту, но и превзойти его. В отличие от золота, медь можно довольно легко структурировать, использую жидкостное или плазменное травление, и создавать на ее основе наноразмерные компоненты, которые легко интегрируются в фотонные или электронные интегральные схемы на основе кремния.

Исследователям понадобилось более двух лет, чтобы закупить необходимое оборудование, разработать технологический процесс, изготовить образцы, провести множество независимых измерений и экспериментально подтвердить эту гипотезу. "В результате нам удалось создать медные чипы, оптические свойства которых ни в чем не уступают золотым аналогам, – приводит пресс-служба МФТИ слова лидера исследования Дмитрия Федянина. — Более того, мы добились этого в производственном цикле, совместимом с КМОП-технологией, которая является основой всех современных интегральных схем, включая микропроцессоры. Это своего рода революция в нанофотонике".

Эти исследования создают фундамент для начала практического использования медных нанофотонных и плазмонных компонентов, которые уже в ближайшем будущем будут использованы при создании светодиодов, нанолазеров, высокочувствительных сенсоров и датчиков для мобильных устройств, высокопроизводительных оптоэлектронных процессоров, насчитывающих до нескольких десятков тысяч ядер, для видеокарт, персональных компьютеров и суперкомпьютеров.

Источник: http://ria.ru/science/20160218/1376567231.html





30.05.2045

Стать расой бессмертных – главная эволюционно-историческая задача человечества в III тысячелетии

Имея мышление бессмертных, парадигму бессмертных в качестве мировоззренческой основы, такие люди обязательно реализуют подобные технологии, и мир радикально изменится. Эволюционная ветвь гомо сапиенс в очередной раз сделает крутой вираж и вынесет человечество к невообразимым высотам, туда, где раньше парили только избранные одиночки – бессмертные и боги.

Подробнее
19.05.2016

Квадрокоптер получил «пассивные» ноги

Специалисты из Университета Юты разработали пассивное шагающее шасси для квадрокоптера, позволяющие беспилотнику ходить по ровной поверхности без использования дополнительных актуаторов.

Подробнее
19.05.2016

«Валькирии» NASA подготовят Марс к колонизации

Четыре сестры-робота, созданные NASA, могут стать авангардом в предстоящей колонизации Марса. «Валькирии» подготовят Красную планету к прилету людей.

Подробнее
18.05.2016

Казахстанские ученые нашли способ предотвратить старение

Ученые National Laboratory Astana при Назарбаев Университете совместно с зарубежными коллегами создали новые виды малых молекул, которые помогут предотвратить процесс старения человеческих клеток.

Подробнее
16.05.2016

Оригами-робот поможет достать проглоченные батарейки

Международная команда исследователей из Массачусетского технологического института, Шеффилдского университета и Токийского технологического института создала оригами-робота, который самостоятельно собирается после попадания в желудок и управляется магнитным полем.

Подробнее
16.05.2016

Hyundai представила роботизированный экзоскелет

Hyundai Motor Group разработала носимого робота — мощный экзоскелет, который способен поднимать десятки килограммов. Устройство, которое напоминает костюм Железного человека, может использоваться на производстве и для нужд обороны.

Подробнее
12.05.2016

Бракованные медузы помогут вылечить наследственные болезни

Биологи из России, США, Чехии, Израиля и Испании впервые смогли измерить взаимодействие многих мутаций в одной белковой молекуле. Для этого ученые изучили десятки тысяч мутантов зеленого флуоресцентного белка из медузы Aequorea victoria. Это позволяет прояснить механизмы белковой эволюции.

Подробнее
11.05.2016

Российский робот-сапер получил экспортный паспорт

Робот-сапер «Уран-6» первым из российских роботизированных систем получил экспортный паспорт, разрешающий поставку техники такого типа за рубеж.

Подробнее
10.05.2016

Прорыв в медицине: растворимые импланты для операций на мозге

Ученые из Пенсильванского университета разработали растворимые импланты для проведения операций на мозге. Электроника на керамической основе со временем растворяется, поэтому практически не наносит тканям повреждений, сообщает журнал Nature Materials.

Подробнее
09.05.2016

ОДНА ИЗ СОЗДАТЕЛЬНИЦ OCULUS RIFT РАЗРАБОТАЕТ КОМПАКТНЫЙ АППАРАТ МРТ

Главной целью Мэри Лу Джепсен на сегодняшний день является создание компактного аппарата МРТ. Об этом доктор мечтает на протяжении последних десяти лет, и именно эта мечта привела её когда-то в стены корпорации Google, правда Сергей Брин поставил её во главе совершенно других проектов, актуальных на тот момент для его компании.

Подробнее
09.05.2016

Химики превратили молекулу в криптографическую машину

Израильские химики из Института Вейцмана разработали криптографическую систему на основе сложной органической флюоресцентной молекулы. Использование нового вещества напоминает хорошо известную технологию невидимых чернил, но на другом уровне: сообщения не только скрываются, но и зашифровываются, а для их прочтения нужен ключ или «молекулярный пароль».

Подробнее
/ мнения экспертов и членов инициативной группы
Больше мнений

Войти как пользователь:

Если вы зарегистрированы на одном из этих сайтов, вы можете пройти быструю регистрацию. Для этого выберите сайт и следуйте инструкциям.

Войти по логину 2045.ru

Email:
У Вас еще нет логина на 2045? Зарегистрируйтесь!
Уважаемый единомышленник, если вы поддерживаете цели и ценности Стратегического общественного движения «Россия 2045», регистрируйтесь на нашем портале.

Быстрая регистрация:

Если вы зарегистрированы на одном из этих сайтов, вы можете пройти быструю регистрацию. Для этого выберите сайт и следуйте инструкциям.

Регистрация

Имя:
Фамилия:
Сфера деятельности:
Email:
Пароль:
Введите код с картинки:

Показать другую картинку

Восстановить пароль

Email:

Текст:
Email для связи:
Вложение ( не более 5 Мб. ):
 
Закрыть
план работ корпорации «Бессмертие»