| +11 голос |
|
Ученые недавно изобрели новый «конвертер», который может использовать скорость и малые размеры плазмонов для высокочастотной обработки и передачи данных в наноэлектронике.
Успехи в наноэлектронике, использующие нанотехнологию в электронных компонентах, подпитывается все возрастающей потребностью в сокращении размеров электронных устройств, в стремлении создавать быстрые и умные гаджеты все более малых размеров, такие как компьютеры, устройства хранения данных, дисплеи и медицинские диагностические инструменты.
В то время как большинство современных электронных устройств используют фотонику, фотонные элементы обычно имеют большие размеры, что значительно ограничивает их использование во многих современных системах наноэлектроники.
Плазмоны, которые являются квантами колебаний электронной плазмы, движущиеся вдоль поверхности металла после взаимодействия с фотонами, весьма перспективны для разрушительных технологий в наноэлектронике. Они сравнимы с фотонами с точки зрения скорости (они также движутся со скоростью света), и они намного меньше. Это уникальное свойство плазмонов делает их идеальными для интеграции с наноэлектроникой. Однако ранее попытки использовать плазмоны в качестве носителей информации имели мало успеха.
Заполняя этот технологический разрыв, исследовательская группа из Национального университета Сингапура (NUS) недавно изобрела новый «конвертер», который может использовать скорость и малые размеры плазмонов для высокочастотной обработки и передачи данных в наноэлектронике.
«Этот инновационный преобразователь может напрямую преобразовывать электрические сигналы в плазмонные сигналы и наоборот, за один шаг. Соединяя мостом плазмонику и наноразмерную электронику, мы можем потенциально увеличить скорость работы микросхем и снизить потери мощности. Наш плазмонно-электронный преобразователь примерно в 10 тыс. раз меньше, чем оптические элементы. Мы считаем, что он может быть легко интегрирован с существующими технологиями и может потенциально использоваться в самых разных областях применения в будущем», - объяснил доцент Кристиан Нийхьюс (Christian Nijhuis) с химического факультета NUS, который являлся руководителем исследовательской группы.
Чтобы преобразовать электрические сигналы в плазмонные и наоборот за один шаг, команда NUS использовала процесс, называемый туннелированием, в котором электроны перемещаются от одного электрода к другому электроду и тем самым возбуждают плазмоны.
«Обычный двухэтапный процесс рождения плазмонов занимает много времени и неэффективен. Наша технология отличается тем, что мы предоставляем единое решение для преобразования электрических сигналов в плазмонные сигналы. Это может быть достигнуто без источника света, который требует многоступенчатых и больших оптических элементов, что усложняет интеграцию с наноэлектроникой. Основываясь на наших лабораторных экспериментах, конверсия между электронами и плазмонами имеет эффективность более чем 10%, что более чем в 1000 раз выше, чем сообщалось ранее», - добавил он.
Исследовательская группа подала четыре патента на изобретение и сотрудничает с промышленными партнерами для интеграции плазмонно-электронных «преобразователей» с существующими технологиями.
Ученые планируют провести дальнейшие исследования по уменьшению размера устройства, чтобы оно могло работать на гораздо более высоких частотах. Команда также работает над интеграцией преобразователей с более эффективными плазмодинамическими волноводами для лучшей производительности.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| +11 голос |
|
