Революционное открытие российских ученых изменит нанофотонику

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. Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале NanoLetters.

Российские учёные из Московского физико-технического института (МФТИ), впервые в мировой практике сумели экспериментально продемонстрировать успешную работу нанофотонных компонентов на основе меди. По сути, здесь речь идёт о том, что медь способна вполне успешно замещать собой золото и серебро, которые ранее считались незаменимыми металлами, используемыми в фотонных устройствах. И, как отмечают журналисты ТАСС, со ссылкой на информированный источник, медь в данном контексте не только способна соперничать на равных с благородными металлами, но даже в некоторых моментах более легко интегрироваться в микросхемы.

Дмитрий Федянин, руководитель проекта, комментируя ситуацию вокруг открытия, заявил, что медные чипы, созданные в стенах МФТИ, обладают такими же оптическими свойствами, как и их золотые или серебряные аналоги. Если же учесть тот факт, что добиться такого результата учёным удалось в процессе производственного цикла, совместимого с КМОП-технологией, которую используют практически во всех современных интегральных схемах, в том числе и в микропроцессорах, то данное открытие можно смело отнести к разряду революционного фактора в нанофотонике – акцентировал Федянин.

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.

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.

Согласно экспертному мнению, нанофотоника является той областью исследований, работа которой направлена на поиски более современных инструментов, которые можно использовать в существующих вычислительных устройствах. И основное направление работы ограничивается рамками использования фотонов вместо электронов. Таким образом, сделанное российскими учёными открытие позволяет говорить о том, что уже в ближайшей перспективе именно медные нанофотонные компоненты лягут в основу создания энергоэффективных источников излучения, не говоря уже о высокопроизводительных оптоэлектронных процессорах, которые смогут работать на нескольких тысячах ядер.