محققان توانسته‌اند در حوزهٔ تکنولوژی نانوکاویتی کشفی برجسته داشته باشند و یک نانوکاویتی نیمه‌رسانای III-V توسعه داده‌اند که استانداردهای قبلی در حوزهٔ محدودکردن نور را برتری می‌بخشد. این دستاورد امکان نوآوری در دستگاه‌های فوتونیکی را فراهم می‌کند و بهبود چشم‌گیری در ارتباطات و کارایی محاسباتی با ارسال داده‌ها به سرعت بیشتر و کاهش مصرف انرژی را به همراه دارد.
این محققان، که تحت رهبری مینگ شیانگ از دانشگاه فنی دانمارک به فعالیت می‌پرداختند، نانوکاویتی‌هایی با حجم حالت بسیار کوچک ایجاد کردند که قرار است توسعه‌هایی در زمینهٔ فناوری به ارمغان آورند. با محدود کردن نور به سطوحی کمتر از حد دیفراکشن، این نانوکاویتی‌ها ظرفیت بزرگی برای بهبود لیزرها، LEDها، ارتباط کوانتومی و فناوری‌های حسگری ارائه می‌دهند. علاوه بر این، آن‌ها می‌توانند ارسال داده‌ها را به سرعت بیشتر امکان‌پذیر کنند و مصرف انرژی را به طور قابل‌توجهی در سیستم‌های ارتباطی کاهش دهند.
طراحی نانوکاویتی جدید، حجم حالتی ده برابر کوچکتر از حجوم نشان‌داده شده در مواد III-V مانند آرسنید گالیوم و فسفید ایندیوم را به نمایش گذاشت. این مواد ویژگی‌های منحصر به فردی دارند که برای دستگاه‌های اپتوالکترونیکی مناسب هستند. محدودکردن فضایی نور توسط محققان باعث افزایش تعامل بین نور و ماده شده و باعث قدرتمندتر شدن LEDها، کاهش آستانه لیزر و افزایش بازده فوتون می شود.
اثر این نانوکاویتی‌ها به ارتقای تصویربرداری پیشرفته نیز می‌رسد؛ به عنوان مثال، این تکنولوژی می‌تواند روش‌های تشخیص بیماری و نظارت بر درمان را نوآوری کند. علاوه بر این، آن‌ها وعده‌هایی برای بهبود حسگرهای استفاده شده در زمینه‌های مختلفی از جمله نظارت بر محیط، ایمنی غذا و امنیت دارند.
این موفقیت جزئی از تلاش‌های سازمان سالانهٔ نانوفتونیک در دانشگاه فنی دانمارک است و به فعالیت‌های سالانهٔ نانوکاویتی‌های نوری دی‌الکتریک مرکز نانوفتونیک برمی‌گردد. تحقیقات این مرکز دربارهٔ تازه‌ایابی کاویتی‌های نوری دی‌الکتریک (EDC) به نتایجی برگرده است که موجب محدودکردن نور در زیرموجی‌ای خیلی کوچک می‌شود. محققان معتقدند که کاویتی‌های EDC می‌توانند امکان راه‌اندازی کامپیوترهای بسیار کارآمدی و کاهش مصرف انرژی را با ادغام لیزرهای خیلی کوچک موجودیتی و فتودتکتورها در ترانزیستورها فراهم سازند.
موفقیت در تحقق نانوکاویتی‌ها در نیمه‌رسانای III-V فسفید ایندیوم (InP) مربوط به دقت بیشتر در فرآیند ساختاردهی است. این فرآیند به طور وابسته به تاب وتخته خرد کنندگی الکترونی جوشکاری شده است. محققان توانسته‌اند به حجم ویژگی دی‌الکتریک به اندازهٔ 20 نانومتر برسند و طراحی نانوکاویتی را به گونه‌ای بهینه‌تر انجام دهند که حجم حالت آن چهار برابر حجم محدود‌شده از حد دیفراکشن باشد.
اگرچه ویژگی‌های مشابهی در نانوکاویتی‌های سیلیکون به دست آمده است، سیلیکون از ترتیبی که در نیمه‌رسانای III-V از پیدا نمی‌شود، یعنی گذارهای باند به باند مستقیم، بی‌تفاوت است. این باعث می‌شود کاویتی‌های نیمه‌رسانای III-V تازه‌آوری به وجود بیایند در زمینهٔ دستگاه‌های فوتونیکی و امکانات جدیدی را برای ارتباطات و سیستم‌های کامپیوتری در آینده فراهم کنند.
بخش سوالات متداول:
The source of the article is from the blog combopop.com.br