Звуковые волны помогут создать фотонные микросхемы

Акустические волны можно использовать при создании миниатюрных оптических диодов для микрочипов. Эту идею продемонстрировали на практике исследователи из Иллинойсского университета.

Устройства, называющиеся оптическими изоляторами, помогут обойти основные препятствия на пути появления фотонных интегральных схем, светового эквивалента электронных.

Изоляторы — это невзаимные или односторонние устройства, напоминающие электронные диоды. Они защищают лазерные источники от обратного отражения и необходимы для направления светового сигнала в оптических сетях.

На сегодня самая распространенная технология производства этих устройств требует материалов, меняющих свои оптические свойства в ответ на действие магнитных полей.

Это сопряжено с несколькими проблемами. Во-первых, пока не существует удачного решения для размещения компактных магнитов на чипе. Но важнее то, что необходимые материалы пока недоступны для производства фотонных интегральных схем.

Вот почему промышленности крайне необходимо разработать новые подходы, которые использовали бы только традиционные материалы и полностью обходились бы без магнитных полей.

Свой вариант решения этой проблемы американские ученые опубликовали в журнале Nature Photonics. Он состоит во взаимосвязи света и звука. Исследователи разработали новое устройство из нитрида алюминия размером 200 на 100 микрон, прозрачного материала, пропускающего свет.

Оно испускает звуковые волны наподобие пьезоэлектрического динамика, при помощи крошечных электродов, напечатанных прямо на нитриде алюминия при помощи электронного луча.

Эти акустические волны заставляют свет внутри устройства двигаться только в одном направлении. Впервые изолятор без магнитных полей смог преодолеть гигагерцовый диапазон, говорит Бенджамин Сон, ведущий автор статьи.

Исследователи надеются, что их изобретение, после необходимых улучшений, позволит создавать фотонные коммуникационные системы, гироскопы, GPS-навигаторы, атомные часы и дата-центры, пишет Phys.org.

Диод из одной-единственной молекулы размером 1 нм разработали испанские ученые в прошлом году. Он превосходит остальные по яркости и позволяет собирать тысячи миллиардов диодов на крошечном кремниевом чипе.