Перейти к основному содержанию
Реклама
Прямой эфир
Мир
Президент Кубы побывал на кораблях ВМФ РФ в порту Гаваны
Армия
ВС России взяли под контроль населенный пункт Загорное в Запорожской области
Мир
Шольц досрочно уехал с конференции по Украине в Швейцарии
Мир
ЦАХАЛ заявила о введении ежедневной тактической паузы в боях на юге Газы
Мир
Премьер-министр Японии Кисида пробыл на конференции по Украине 2,5 часа
Мир
Грузинская партия попросила Путина полностью отменить визовый режим
Общество
Синоптик предупредил о возможном образовании смерчей в Москве этим летом
Спорт
Сборная РФ с большим отрывом продолжила лидерство в медальном зачете Игр БРИКС
Мир
В США заявили об игнорировании фрегатом ВМС Ирана сигнала бедствия с украинского судна
Происшествия
Захвативших заложников в СИЗО в Ростове-на-Дону ликвидировали
Общество
Губернатор Голубев сообщил о получении оперативных докладов о ситуации в СИЗО
Мир
Венгрия предложила стать посредником между ЕС и Россией по Украине
Происшествия
В ДНР сообщили о пяти обстрелах ВСУ Петровского района Донецка за полчаса
Общество
Синоптики пообещали москвичам облачную погоду и до +28 градусов 16 июня
Общество
В Адыгее возбудили еще одно дело после гибели девочки от рук отца
Политика
Песков заявил о продолжении работы по созданию в Харьковской области буферной зоны
Мир
На Украине сообщили о взрывах в Миргороде в Полтавской области
Главный слайд
Начало статьи
Озвучить текст
Выделить главное
вкл
выкл

Российские ученые создали уникальный материал, из которого можно сделать новый тип микросхем. Они будут способны преобразовывать световые сигналы в электронные и обратно. Сейчас из-за несовместимости фотонных и электронных элементов вычислительных машин приходится использовать специальные преобразователи. Чипы на новых принципах могут быть встроены в классические кремниевые компоненты компьютеров, что позволит создать более совершенные системы оптоволоконной связи или приборы ночного видения, работающие в инфракрасном диапазоне. По мнению экспертов, разработка отечественных специалистов даст важный практический результат в одной из наиболее актуальных сфер.

Светлый путь

Специалисты Института физики полупроводников Сибирского отделения РАН имени А.В. Ржанова получили, а ученые ЛЭТИ проанализировали свойства особых структур с фотонными нанокристаллами. Они могут стать основой для принципиально новых микросхем, способных быстро и эффективно обрабатывать световые сигналы. Это необходимо, например, в оптических системах связи, где для передачи информации используют свет. Однако проблема в том, что устройства, служащие приемниками и источниками лучей, несовместимы с кремниевыми элементами вычислительных систем в большинстве современных компьютеров, которые должны их обрабатывать. Поэтому для преобразования оптических данных в электронные приходится использовать дополнительные устройства. Ученые из Санкт-Петербурга нашли решение этой проблемы.

— Мы разработали новые полупроводниковые наноструктуры для фотоприемников и излучателей ИК-спектра. Они могут быть встроены напрямую в оптоэлектронные микросхемы, — рассказал доцент кафедры микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дмитрий Фирсов.

микросхема
Фото: ЛЭТИ

Основой структуры служит недорогая кремниевая подложка. На ней сразу из нескольких химических элементов — кремния, германия и олова — «выращивают» слои материалов, которые разделены кремниевыми барьерами. Затем на поверхность наносят периодически повторяющиеся фотонные кристаллы. Это миниатюрные цилиндрообразные объекты диаметром порядка нескольких сотен нанометров, что сопоставимо с длиной волны света. Именно их применение позволяет на порядок повысить эффективность работы оптоэлектронных приборов, преобразующих электрический сигнал в оптический и обратно.

Изобретение открывает множество новых возможностей. Например, один чип с такой наноструктурой сможет при протекании электрического тока испускать инфракрасное излучение, позволяющее передавать информацию по оптоволоконному кабелю с высокой скоростью на большие расстояния. А матрица из подобных чипов будет с высокой чувствительностью регистрировать инфракрасное изображение внутри камеры ночного видения.

— Благодаря применению фотонных кристаллов существенно возрастает эффективность как генерации излучения, так и его детектирования — обратного преобразования излучения в электрический сигнал. А использование для данных целей наноструктур именно на основе соединений кремния с германием и оловом позволяет в перспективе добиться низкой себестоимости изготовления оптоэлектронных компонентов благодаря совместимости с массово применяемой и хорошо отработанной кремниевой технологией, — отметил Дмитрий Фирсов.

В перспективе такая технология может быть оперативно внедрена в промышленность, поскольку ученые используют доступные и экологичные материалы и широко распространенные производственные технологии. Разработка может найти применение в системах оптической передачи информации, а также в тепловизорах, газоанализаторах и различных других сенсорах, отметил Дмитрий Фирсов.

В первых рядах

Как показали события последних лет, отечественная промышленность проигрывает конкуренцию на рынке устройств, работающих в ИК-диапазоне, считает заведующий лабораторией радиационного контроля и твердотельной дозиметрии УрФУ Арсений Киряков. В этой связи полученные авторами проекта результаты представляются интересными и многообещающими, отметил он.

Микросхемы
Фото: РИА Новости/Александр Кряжев

Механизмы поглощения квантов света — одно из активно изучаемых направлений во многих мировых лабораториях, потому что их понимание может дать высокие показатели эффективности в функциональных материалах. С другой стороны, огромную важность играет именно возможность реализации имеющихся технических подходов при изготовлении в промышленных масштабах новых устройств без существенной перестройки техпроцесса, — сказал эксперт.

По мнению заведующего лабораторией перспективной солнечной энергетики Университета МИСИС Данилы Саранина, разработка российских ученых имеет важное практическое значение.

— Фактически представлено подтверждение возможности использования нового подхода на практически полезном приборе. Данная разработка потенциально может быть использована для повышения контрастности тепловизоров, сканирования местности и прочих смежных областей, — сказал Данила Саранин.

Учитывая возможность применения классических материалов для создания инновационных микросхем, работающих на новых принципах, первые устройства с фотонными кристаллами могут появиться очень скоро, резюмировал специалист.

Прямой эфир