Onderzoekers hebben een baanbrekende ontdekking gedaan op het gebied van nanocavitatie technologie, waarbij ze een III-V halfgeleider nanocavitatie hebben ontwikkeld die eerdere normen van lichtconfiment overtreft. Deze prestatie heeft het potentieel om fotonische apparaten te revolutioneren, waarbij de communicatie- en berekeningsefficiëntie aanzienlijk verbeterd wordt door snellere gegevensoverdracht en verminderd energieverbruik.
De onderzoekers, onder leiding van Meng Xiong van de Technische Universiteit van Denemarken, hebben nanocavitaties gemaakt met ultrakleine modusvolumes, wat veelbelovende vooruitgang betekent op verschillende technologiegebieden. Door licht onder het diffractielimietniveau te bevatten, bieden deze nanocavitaties enorme potentie voor de verbetering van lasers, LED’s, kwantumcommunicatie en sensortechnologieën. Bovendien zouden ze snellere gegevensoverdracht kunnen mogelijk maken en het energieverbruik aanzienlijk verminderen in communicatiesystemen.
Het nieuwe ontwerp van nanocavitaties liet een modusvolume zien dat tien keer kleiner was dan in enig ander eerder gedemonstreerd materiaal (III-V), zoals geverst arsenide en fosfide-indium. Deze materialen hebben unieke eigenschappen die ideaal zijn voor opto-elektronische apparaten. De ruimtelijke beperking van licht die door de onderzoekers is bereikt, verbetert de interactie tussen licht en materie, wat resulteert in krachtigere LED’s, kleinere laserdrempels en hogere fotonrendementen.
De impact van deze nanocavitaties gaat verder dan gegevensoverdracht. Hun integratie in geavanceerde beeldvormingstechnieken, zoals superresolutiemicroscopie, zou de detectie van ziekten en het bewaken van behandelingen kunnen revolutioneren. Bovendien bieden ze mogelijkheden voor het verbeteren van sensoren die worden gebruikt in verschillende toepassingen, zoals milieubewaking, voedselveiligheid en beveiliging.
Deze doorbraak maakt deel uit van de inspanningen van NanoPhoton – Center for Nanophotonics aan de Technische Universiteit van Denemarken. Hun verkenning van dielectrische optische caviteiten heeft geleid tot de ontwikkeling van extreme dielectrische beperking (EDC) caviteiten, waardoor licht diep onder het golflengtelimietbeperking wordt beperkt. De onderzoekers geloven dat EDC-caviteiten de weg kunnen effenen voor zeer efficiënte computers en energieverbruik kunnen verminderen door lasers en fotodetectoren diep onder het golflengtelimiet in transistoren te integreren.
Het succesvolle resultaat van de nanocavitaties in de III-V halfgeleider fosfide-indium (InP) werd toegeschreven aan de verbeterde nauwkeurigheid van het fabricageproces, dat afhankelijk is van elektronenstraal lithografie en droge etsen. De onderzoekers bereikten een dielectrische kenmerkgrootte van slechts 20 nm en optimaliseerden verder het ontwerp van de nanocavitatie om een modusvolume te bereiken dat vier keer kleiner is dan het diffractie-limietvolume.
Hoewel vergelijkbare eigenschappen zijn bereikt in siliciumnanocavitaties, ontbreekt het silicium aan directe band-tot-band overgangen die te vinden zijn in III-V halfgeleiders. Dit maakt de III-V halfgeleider nanocavitaties een veelbelovende doorbraak op het gebied van fotonische apparaten, waardoor nieuwe mogelijkheden worden geopend voor verbeterde communicatie- en berekeningssystemen in de toekomst.
FAQ
The source of the article is from the blog portaldoriograndense.com