Raziskovalci so dosegli prebojno odkritje v tehnologiji nanoretke, saj so razvili nanoretke iz III-V polprevodnikov, ki presegajo prejšnje standarde pri ohranjanju svetlobe. Ta dosežek ima potencial za revolucioniranje fotoničnih naprav, saj omogoča izboljšanje komunikacije in računske učinkovitosti z hitrejšim prenosom podatkov ter zmanjšanim porabljanjem energije.
Raziskovalci pod vodstvom Menga Xionga s Tehniške univerze v Danski so ustvarili nanoretke z izjemno majhno prostornino mode, kar obeta napredke na različnih tehničnih področjih. Z omejevanjem svetlobe pod mejo difrakcije je teh nanoretkov ogromno potenciala za izboljšanje laserjev, svetlečih diod, kvantne komunikacije in tehnologij zaznavanja. Poleg tega bi lahko omogočili hitrejši prenos podatkov in znatno zmanjšanje porabe energije v komunikacijskih sistemih.
Nov nanoretkov dizajn je pokazal prostornino mode, ki je desetkrat manjša od katerekoli prejšnje predstavljene v III-V materialih, kot so arsenid galija in fosfid indija. Ti materiali imajo edinstvene lastnosti, ki so idealne za optoelektronske naprave. Prostorska omejitev svetlobe, dosežena s strani raziskovalcev, izboljšuje interakcijo med svetlobo in snovjo, kar vodi v močnejše svetleče diode, manjše pragove za laserje in višje učinkovitosti fotonov.
Vpliv teh nanoretkov sega preko prenosa podatkov. Njihova integracija v napredne slikovne tehnike, kot je super-ločljivostna mikroskopija, bi lahko revolucionirala odkrivanje bolezni in spremljanje zdravljenja. Poleg tega obetajo izboljšavo senzorjev, ki se uporabljajo v različnih aplikacijah, vključno s spremljanjem okolja, varnostjo hrane in varnostjo.
Ta preboj je del prizadevanj NanoPhoton – Centra za nanofotoniko na Tehniški univerzi v Danski. Njihovo raziskovanje dielektričnih optičnih votlin je privedlo do razvoja votlin z ekstremno dielektrično omejitvijo (EDC), ki omogočajo globoko podvalovno omejevanje svetlobe. Raziskovalci verjamejo, da bi EDC votline lahko pripeljale do visoko učinkovitih računalnikov in zmanjšale porabo energije z integracijo laserskih naprav in fotodetektorjev v tranzistorje.
Uspela realizacija nanoretkov pri III-V polprevodniku fosfidu indija (InP) se pripisuje izboljšani natančnosti procesa izdelave, ki temelji na litografiji z elektronskim žarkom in suhem eteriranju. Raziskovalci so dosegli velikost dielektričnih lastnosti, ki je le 20 nm, in dodatno optimizirali dizajn nanoretke, da so dosegli prostornino mode, ki je štirikrat manjša od prostornine, ki jo omejuje difrakcija.
Čeprav so podobne lastnosti dosežene pri nanoretkih iz silicija, pa silicij nima direktnih prehodov pasu-pas, ki jih najdemo v III-V polprevodnikih. To naredi nanoretki iz III-V polprevodnikov obetavno odkritje na področju fotoničnih naprav, ki odpira nove možnosti za izboljšane komunikacijske in računske sisteme v prihodnosti.
Pogosta vprašanja:
V: Katero revolucionarno odkritje so raziskovalci dosegli v tehnologiji nanoretke?
O: Razvili so nanoretki iz III-V polprevodnikov, ki presegajo prejšnje standarde pri ohranjanju svetlobe.
V: Kako lahko to odkritje revolucionira fotonične naprave?
O: Ta dosežek ima potencial za izboljšanje komunikacije in računske učinkovitosti z hitrejšim prenosom podatkov ter zmanjšanim porabljanjem energije.
V: Kakšne potencialne napredke obetajo ti nanoretki?
O: Nanoretki obetajo napredke pri laserjih, svetlečih diodah, kvantni komunikaciji in tehnologijah zaznavanja.
V: Kako se nov nanoretkov dizajn razlikuje od prejšnjih?
O: Nov nanoretkov dizajn je pokazal prostornino mode, ki je desetkrat manjša od katerekoli prejšnje predstavljene v III-V materialih.
V: Kako prostorska omejitev svetlobe, dosežena s strani raziskovalcev, izboljšuje optoelektronske naprave?
O: Prostorska omejitev svetlobe izboljšuje interakcijo med svetlobo in snovjo, kar vodi v močnejše svetleče diode, manjše pragove za laserje in višje učinkovitosti fotonov.
V: Poleg prenosa podatkov, katere druge aplikacije imajo lahko ti nanoretki?
O: Ti nanoretki obetajo izboljšavo slikovnih tehnik, odkrivanje bolezni, spremljanje zdravljenja ter senzorje, ki se uporabljajo v okoljskem spremljanju, varnosti hrane in varnosti.
V: Kdo je odgovoren za to raziskavo?
O: Raziskavo je vodil Meng Xiong s Tehniške univerze v Danski, v sodelovanju z NanoPhoton – Centrom za nanofotoniko.
V: Kako so bili nanoretki uspešno realizirani v III-V polprevodniku fosfidu indija (InP)?
O: Uspela realizacija nanoretkov se pripisuje izboljšani natančnosti procesa izdelave, ki temelji na litografiji z elektronskim žarkom in suhem eteriranju.
V: Kako se III-V polprevodnikovi nanoretki razlikujejo od nanoretkov iz silicija?
O: III-V polprevodnikovi nanoretki imajo direktno prehode pasu-pas, za razliko od nanoretkov iz silicija, kar jih naredi obetavno odkritje na področju fotoničnih naprav.
Opredelitve:
– Fotonične naprave: Naprave, ki uporabljajo fotone (svetlobne delce) za različne aplikacije, kot so komunikacija in računalništvo.
– Nanoretkov: Majhna votlina na nanoskali, ki lahko omejuje in manipulira svetlobo.
– III-V Materiali: Polprevodniki, sestavljeni iz elementov iz skupin III in V periodične tabele, kot so arsenid galija in fosfid indija.
– Meja difrakcije: Najmanjša velikost, pri kateri je mogoče osredotočiti svetlobo, glede na njeno valovno dolžino.
– Prostornina mode: Učinkovita velikost svetlobe, ki je omejena znotraj votline.
– Optoelektronske naprave: Naprave, ki združujejo optične in elektronske sposobnosti, kot so svetleče diode in laserji.
– Dielektrične optične votline: Optične votline, izdelane iz materialov z nizko električno prevodnostjo.
– Votline z ekstremno dielektrično omejitvijo (EDC): Optične votline, ki omogočajo globoko podvalovno omejevanje svetlobe.
– Tranzistorji: Elektronske naprave, ki ojačujejo ali preklapljajo elektronske signale ter so temeljne gradnik računalnikov in drugih elektronskih sistemov.
– Litografija z elektronskim žarkom: Tehnika izdelave, ki uporablja usmerjen snop elektronov za ustvarjanje vzorcev na površini.
– Suho eteriranje: Postopek odstranjevanja materialov z uporabo plazme ali ionskih žarkov, brez uporabe tekočine ali kemičnih topil.
Predlagane povezane povezave:
– Tehniška univerza v Danski
– NanoPhoton – Center za nanofotoniko
The source of the article is from the blog macholevante.com