Китайцы создали метаматериал для замедления света в 10 000 раз

Кремниевая фотоника обладает потенциалом сократить потребление энергии и повысить производительность компьютеров. Для перехода от использования электронов к фотонам необходимо разработать способы эффективного взаимодействия фотонов с материалами чипов и создать новые методы их управления.

Однако, чтобы достичь этого, необходимо увеличить плотность энергии света, что удалось ученым из Китая, замедлив свет с минимальными потерями в 10 000 раз по сравнению с предыдущими попытками. Группа исследователей из Шэньчжэньского института передовых технологий Академии наук Китая опубликовала свои результаты в журнале Nano Letters.

Это означает, что при использовании специально структурированной поверхности, свет на чипе (канале) распространяется с меньшим поглощением и рассеиванием. Это значительно повышает энергоэффективность и снижает выделение тепла. Кроме того, увеличение плотности энергии света благодаря эффекту замедления света предоставляет возможности для контроля светового сигнала в прикладных задачах. Ученые достигли такого результата, разместив на структурированной поверхности последовательность 100-нм кремниевых дисков в виде периодической решетчатой структуры.

Они выполняли функцию резонаторов, которые изменяли амплитуды и фазы входного сигнала. Важным свойством метаматериала стала его способность "выталкивать" фотоны от материала к его поверхности, что позволяло почти полностью избежать поглощения. Кроме того, с помощью соседних структур рассеянные фотоны были направлены обратно в нужном направлении, что также уменьшало потери и позволяло полностью использовать входящий свет (сигнал).

Разработчики говорят, что с использованием технологии метаповерхности фотонные чипы могут быть очень тонкими, похожими на наклейки или строительные блоки, и могут быть функционально расположены друг на друге. Использование эффекта замедленного света может значительно улучшить производительность.

Источник и фото: 3dnews.ru