Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Формирующиеся звезды в галактике Большое Магелланово облако
РИА Наука

Физики создали сверхэкономичный преобразователь света на базе графена

© Nicoletta BaroliniПленка графена и фотонный кристалл из кремния преобразуют свет инфракрасного лазера. Рисунок художника
Пленка графена и фотонный кристалл из кремния преобразуют свет инфракрасного лазера. Рисунок художника
Американские и сингапурские физики создали экспериментальный прототип устройства на основе графена, способного манипулировать свойствами света, в том числе превращать его в микроволновое излучение, и при этом потреблять в 50 раз меньше энергии, чем его кремниевые аналоги, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

МОСКВА, 15 июл - РИА Новости. Американские и сингапурские физики создали экспериментальный прототип устройства на основе графена, способного манипулировать свойствами света, в том числе превращать его в микроволновое излучение, и при этом потреблять в 50 раз меньше энергии, чем его кремниевые аналоги, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

"Демонстрация экономности нашего графен-кремниевого фотонного чипа является важным шагом на пути создания полностью оптических электронных приборов, необходимых для улучшения скорости и эффективности обмена данными. И к тому же, нам было крайне интересно изучить "магические" свойства графена - его уникальную электропроводность и то, как графен может усилить оптическую нелинейность - свойство материала, необходимое для создания оптических "переключателей" и цифровой памяти", - пояснил Тин-и Гу (Tingyi Gu) из Колумбийского университета в Нью-Йорке (США).

Гу и его коллеги изучали оптические свойства тонких пленок графена, соединенных с фотонными кристаллами из кремния.

Фотонный кристалл представляет собой мозаику из множества наночастиц с разными оптическими свойствами. Такая конструкция превращает его в среду с избирательной оптической проводимостью - волны света определенной длины свободно в нем распространяются, тогда как другие отражаются. Физики используют такие кристаллы для "складывания" отдельных фотонов, их усиления и превращения видимого света в другие виды электромагнитного излучения.

Авторы статьи изготовили фотонный кристалл из кремния - плоскую решетку из кремния, испещренную большим количеством цилиндрических отверстий диаметром в 124 нанометра. Как объясняют ученые, такая конструкция кристалла позволяет ему "складывать" четыре фотона инфракрасного излучения с длиной волны в 1,5 микрометра. Такие волны используются для передачи информации в волоконно-оптической связи.

Затем физики наклеили на кристалл пленку из графена с большим количеством "дефектов" - чужеродных атомов - и осветили устройство при помощи инфракрасного лазера. Оказалось, что такая конструкция меняет свои свойства, в том числе силу испускаемого излучения и параметры преобразования света, в зависимости от интенсивности и длины волны лазера.

Как утверждают Гу и его коллеги, это позволяет гибко управлять свойствами фотонного кристалла и использовать его для создания сложных опто-электронных приборов. Кроме того, графеново-кремниевый "фотонный чип" потребляет примерно в 50 раз меньше энергии входящего излучения на преобразование света по сравнению с лучшими кремниевыми приборами такого рода.

По словам ученых, их изобретение поможет улучшить скорость передачи информации уже в ближайшее время, а в перспективе результаты исследования могут быть использованы при создании оптических вычислительных устройств.

Рекомендуем
Участник Поля чудес отгадал слово с ошибкой и победил
Участник "Поля чудес" отгадал слово с ошибкой и победил
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала