Учеными МФТИ в ходе проведения научных экспериментов были получены доказательства о том , что нанофотонные компоненты, на основе меди, успешно работают в фотонных устройствах наравне с компонентами на основе золота и серебра. Поэтому медные компоненты вскоре станут основой для производства оптоэлектронных процессоров которые будут иметь несколько тысяч ядер.
«Нам удалось создать медные чипы, оптические свойства которых ни в чем не уступают золотым аналогам», —заявил лидер проводимых исследований Дмитрий Федянин.
«Более того, мы добились этого в производственном цикле, совместимом с КМОП-технологией, которая является основой всех современных интегральных схем, включая микропроцессоры. Это своего рода революция в нанофотонике», — подчеркнул Федянин.
Нанофотоника, это область научных исследований, работающая над тем, чтобы заменить существующие в вычислительных устройствах компоненты на более совершенные именно за счет использования фотонов вместо электронов.
Наноразмерные фотонные компоненты создаются на основе металл- диэлектрических наноструктур, причем ранее ученые считали , что по своим фундаментальным свойствам для создания эффективных наноструктур, можно использовать только два металла — золото и серебро.
Но на практике оказалось, что создавать компоненты на основе золота и серебра очень трудно, так как оба металла практически не вступают в химические реакции, а значит реально запустить технологический процесс по созданию наноструктур из них будет очень дорого, а может даже вообще неосуществимо.
Поэтому открытие, сделанное учеными исследователями из лаборатории нанооптики и плазмоники центра наноразмерной оптоэлектроники Московского физико-технического института (МФТИ) , поистине сделает революцию в фотонике и в создании процессоров для компьютерной техники. Они впервые осуществили технологический прорыв произведя нанофотонные компоненты на основе меди, исследования подтвердили что они по своим характеристикам не уступают аналогам из золота.
Ученым института, на основании обобщения теории для так называемых плазмонных металлов, еще в 2012 году удалось выяснить, что медь как оптический материал может составить конкуренцию золоту, а в некоторых случаях и превзойти его.
Так медь, в отличие от золота, можно довольно легко структурировать, используя жидкостное или плазменное травление и таким образом создавать на ее основе наноразмерные компоненты. Потом их можно легко интегрировать в фотонные или электронные интегральные схемы на основе кремния.
Исследователи в течение двух лет занимались приобретением необходимого для исследований оборудования и разработкой технологического процесса. После получения опытных образцов было проведено множество независимых измерений и в конце концов их гипотеза была экспериментально подтверждена. Самым интересным в этом исследовании было то, что медные компоненты были получены учеными в результате использования стандартного технологического процесса, который используется сегодня при производстве современных микросхем.
Это в свою очередь может стать сегодня фундаментом для изготовления и начала практического использования медных нанофотонных и плазмонных компонентов, которые будут использоваться для создания новых светодиодов, нанолазеров, высокочувствительных сенсоров и датчиков для мобильных устройств. Но самым главным достижением будет получение высокопроизводительных оптоэлектронных процессоров с тысячами ядер.
