Дослідники зробили прорив у технології нанокавітетів, розробивши нанокавітет з напівпровідниковим матеріалом III-V, який перевершує попередні стандарти збереження світла. Це досягнення має потенціал революціонізувати фотонні пристрої, значно покращуючи комунікацію і ефективність обчислень за рахунок швидшої передачі даних і зменшення споживання енергії.
Дослідження, під керівництвом Менг Сюн з Технічного університету Данії, створило нанокавітети з ультрамалими об’ємами моди, відкриваючи нові можливості у різних галузях технологій. Шляхом обмеження світла на рівнях нижчих за межу дифракції, ці нанокавітети пропонують величезний потенціал для покращення лазерів, світлодіодів, квантових комунікаційних і датчикових технологій. Крім того, вони можуть забезпечити швидшу передачу даних і значно знизити споживання енергії в комунікаційних системах.
Новий дизайн нанокавітету показав об’єм моди у 10 разів менший, ніж будь-який раніше продемонстрований в матеріалах III-V, таких як галій арсенід і індій фосфід. Ці матеріали мають унікальні властивості, ідеальні для оптоелектронних пристроїв. Просторове утримання світла, досягнуте дослідниками, покращує взаємодію між світлом і речовиною, що призводить до більш потужних світлодіодів, менших порогових значень лазера та вищої ефективності фотонів.
Вплив цих нанокавітетів виходить за рамки передачі даних. Їх інтеграція високодозвільних мікроскопічних технік, таких як суперрезолюційна мікроскопія, може революціонізувати виявлення хвороб і контроль за лікуванням. Крім цього, вони обіцяють поліпшити сенсори, використовувані у різних застосуваннях, включаючи екологічний моніторинг, безпеку їжі та безпеку.
Цей прорив є наслідком робіт на НаноФотоні – Центрі нанофотоніки Технічного університету Данії. Вони досліджують діелектричні оптичні кавітети, що призвело до розробки кавітетів екстремальної діелектричної конфінування (EDC), що дозволяють глибоке підповерхневе утримання світла. Дослідники вважають, що кавітети EDC можуть відкрити шлях до високоефективних комп’ютерів та зменшити споживання енергії, поєднуючи лазери та фотодетектори з джерелами, що знаходяться у глибокому підповерхневому діапазоні.
Успішна реалізація нанокавітетів у напівпровідникових матеріалах III-V, зокрема фосфідій індію (InP), була пов’язана з покращеною точністю процесу виготовлення, що залежить від електронного променевого літографування та сухого травлення. Дослідники досягли розміру диелектричної характеристики всього 20 нм та подальшої оптимізації дизайну нанокавітетів, щоб досягти об’єму моди, який у чотири рази менший, ніж об’єм, обмежений дифракцією.
Хоча подібні характеристики були досягнуті у нанокавітетах з кремнію, кремній не має прямих переходів між енергетичними пасмами, характерними для напівпровідників III-V. Це робить напівпровідникові нанокавітети III-V передовим проривом в галузі фотонних пристроїв і відкриває нові можливості для вдосконалених комунікаційних та обчислювальних систем у майбутньому.
Питання та відповіді:
П: Який прорив був зроблений у технології нанокавітетів?
В: Дослідники розробили нанокавітет із напівпровідниковим матеріалом III-V, який перевершує попередні стандарти збереження світла.
П: Як цей прорив може революціонізувати фотонні пристрої?
В: Це досягнення має потенціал великою мірою поліпшити ефективність комунікації та обчислення за допомогою швидшої передачі даних та зменшення споживання енергії.
П: Які можливі прогресивні досягнення обіцяються цими нанокавітетами?
В: Нанокавітети пропонують потенційні прогресивні досягнення в лазерах, світлодіодах, квантовій комунікації та датчиковій технології.
П: Як новий дизайн нанокавітету відрізняється від попередніх?
В: Новий дизайн нанокавітету показав об’єм моди у 10 разів менший, ніж будь-який раніше продемонстрований в матеріалах III-V.
П: Як просторове утримання світла, досягнуте дослідниками, поліпшує оптоелектронні пристрої?
В: Просторове утримання світла покращує взаємодію між світлом і речовиною, що призводить до більш потужних світлодіодів, менших порогових значень лазера та вищої ефективності фотонів.
П: Крім передачі даних, на якіх інших застосуваннях можуть бути знайдені ці нанокавітети?
В: Ці нанокавітети мають потенціал для високодозвільних методик візуалізації, виявлення захворювань, контролю за лікуванням, а також для датчиків, що використовуються у моніторингу довкілля, безпеці їжі та безпеці.
П: Хто відповідає за це дослідження?
В: Дослідження проводив Менг Сюн з Технічного університету Данії, спільно зі зусиллями НаноФотона – Центру нанофотоніки.
П: Як було успішно здійснено реалізацію нанокавітетів у напівпровідникових матеріалах III-V фосфідій індію (InP
The source of the article is from the blog be3.sk