Нанолазер для фотоники

10.08.2012

Ученые Техасского университета в сотрудничестве с коллегами из Тайваня и Китая создали самый маленький в мире полупроводниковый нанолазер. Данное устройство может совершить прорыв в области фотоники с большими перспективами для вычислительных технологий, медицины, телекома и других отраслей. Ученым впервые удалось создать лазер, непрерывно излучающий на волне ниже дифракционного предела. Зеленый свет нанолазера слишком слаб, для того, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом.

Миниатюрные полупроводниковые лазеры являются ключевым компонентом для создания быстродействующих энергоэффективных компьютеров будущего, которые для передачи сигналов будут использовать фотоны, а не электроны. Такие компьютеры с помощью нанолазеров смогут генерировать оптические сигналы и передавать информацию гораздо быстрее и с меньшим тепловыделением, чем электронные устройства. Однако до сих пор размер и производительность фотонных устройств были ограничены трехмерным оптическим дифракционным пределом.

Нанолазер изготовлен из стержней нитрида галлия, которые частично заполнены индий-галлиевым нитридом (обычно данные материалы применяются в светодиодах). Наностержни в верхней части покрыты тонким 5-нм изолирующим слоем кремния, который в свою очередь, покрыт слоем серебряной пленки (28 нм), совершенно гладкой на атомном уровне (см. схему). Гладкая поверхность является ключом к созданию фотонных устройств, которые не рассеивают и не теряют плазмоны, применяемые для передачи больших объемов данных.

Таким образом, ученые впервые смогли преодолеть проблему несоответствия между размерами электроники и фотонных устройств, что было главным барьером на пути создания компактных оптических микросхем и коммуникационных устройств.

<< Назад: Заработал крупнейший в мире черенковский телескоп 10.08.2012

>> Вперед: Солнечные панели из дешевого сырья 09.08.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Энергия падающей капли воды 08.02.2020 В Городском университете Гонконга (CityU) создан электрогенератор, основанный на новом перспективном способе преобразования энергии воды и отличающийся высокой эффективностью благодаря использованию структуры наподобие полевого транзистора. Вода, покрывающая около 70% поверхности Земли, таит в себе огромный потенциал незадействованной человеком энергии. Ограничения современных технологий не позволяют эффективно преобразовывать в электричество низкочастотную кинетическую энергию, которая присутствует в волнах, приливах и даже в каплях дождя. На преодоление проблемы малой эффективности команда CityU потратила два года исследований. В итоге, моментальная плотность энергии их капельного генератора DEG (Droplet-based Electricity Generator) может достигать 50,1 Вт/м2, что в тысячи раз выше, чем у подобных устройств без структуры FET. Существенно возросла и эффективность преобразования энергии. Одна капля воды объемом 100 микролитров, падающая с высоты 15 см на поверхность пластины электретного материала PTFE, позволяет DEG генерировать напряжение более 140 вольт, достаточное, чтобы зажечь сотню небольших светодиодных ламп. Устройство состоит из двух электродов: алюминиевого и ITO с нанесенной на него пленкой PTFE. Электрод PTFE/ITO отвечает за генерирование заряда его хранение и индукцию. Когда капля воды ударяется о поверхность PTFE/ITO и растекается по ней, она соединяет оба электрода и образует замкнутую электрическую цепь, высвобождающую накопленный заряд в виде электрического тока. Ученые надеются, что результаты их исследования помогут найти ответ на глобальную проблему нехватки возобновляемой энергии и будут способствовать устойчивому развитию мира. В долгосрочной перспективе новая конструкция может быть применена к различным поверхностях, где жидкость контактирует с твердым веществом: от корпуса паромов, до зонтов или даже внутренней поверхности бутылок с водой.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025