`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Модель для многодолинных поляритонов

+11
голос

Ученые моделируют образование многодолинности в полупроводниковых микрорезонаторах, внося новые идеи в развивающуюся область долинной электроники (valleytronics). Возможность получать и манипулировать двумя состояниями поляризации долин позволит использовать их для вычислений и цифровой связи.

Поляритоны – квазичастицы, образующиеся в результате взаимодействия света и материи. Команда Центра теоретической физики сложных систем в Институте фундаментальных наук (IBS) смоделировала поведение поляритонов в микрорезонаторах, наноструктурах из полупроводникового материала, помещенных между специальными зеркалами (зеркала Брэгга).

Поляритоны из-за взаимодействия света (фотонов) и материи (связанного состояния электронов и дырок, известных как экситоны) имеют характеристики каждого из них. Они формируются, когда луч света определенной частоты отражается от зеркал внутри микрорезонаторов, вызывая быстрое взаимное преобразование между светом и веществом и приводящее к поляритонам с коротким временем жизни. «Вы можете представить эти квазичастицы в виде волн, которые вы делаете в воде, они движутся вместе гармонично, но они длятся недолго. Короткий срок жизни поляритонов в этой системе обусловлен свойствами фотонов», - объясняет Мэн Сань (Meng Sun), первый автор исследования.

Ученые изучают поляритоны в микрополостях, чтобы понять, как их характеристики могут быть использованы, чтобы превзойти нынешние полупроводниковые технологии. Современная оптоэлектроника считывает, обрабатывает и хранит информацию, управляя потоком частиц, но в поиске новых более эффективных альтернатив можно рассмотреть другие параметры, такие как так называемые «долины». Долины можно визуализировать, построив энергию поляритонов в зависимости от их импульса. Долинная электроника стремится управлять свойствами долин в некоторых материалах, таких как дихалькогениды переходных металлов (TMDCs), арсенид алюминия галлия алюминия (InGaAlAs) и графен.

Возможность манипулировать их функциями приведет к перестраиваемым долинам с двумя явно разными состояниями, соответствующими, например, логическим 1 и 0, подобным состояниям включения-выключения в вычислениях и цифровой связи. Способ отличить долины с одинаковым уровнем энергии состоит в том, чтобы получить долины с различной поляризацией, так что электроны (или поляритоны) будут преимущественно занимать одну долину, а не другие. Ученые IBS создали теоретическую модель поляризации долины, которая может быть полезна для долинной электроники.

Хотя поляритоны образованы путем связывания фотонов и экситонов, исследовательская группа смоделировала эти два компонента независимо. «Моделирование потенциальных профилей фотонов и экситонов по отдельности является ключом к тому, чтобы найти, где они перекрываются, а затем определить минимальные энергетические положения, где образуются долины», - указывает Сань.

Важнейшей особенностью этой системы является то, что поляритоны могут наследовать некоторые свойства, такие как поляризация. Долины с разной поляризацией образуются спонтанно, когда принимается в рассмотрение расщепление поперечных (т.е. перпендикулярных) электронных и магнитных мод светового пучка (расщепление TE-TM).

Поскольку эта теоретическая модель предсказывает, что долины с противоположной поляризацией можно различать и настраивать, в принципе, различные долины могут избирательно возбуждаться поляризованным лазерным излучением, что приводит к возможному применению в долинной электронике.

Модель для многодолинных поляритонов

Минимальные локализации энергии, называемые долинами, показаны  белыми крестами

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT