Китайські вчені сповільнили швидкість світла у 10 тисяч разів й отримали набагато швидший фотонний чип — пристрій, де замість електронів використовуються фотони. Уповільнення, якого добилися завдяки новій технології виготовлення чипа, дозволило збільшити щільність світла, яке проходить, а також краще контролювати його, розповідає Science Alert. Стаття розробників опублікована у Nano Letters.
Чип, який представили вчені. Xinhua
👋 Слідкуйте за наукою разом з нами — підписуйтеся на наш телеграм та інстаграм, буде цікаво!
Навіщо швидкій електроніці повільне світло?
У ноутбуках, смартфонах, електроніці в автомобілях та літаках — майже у всіх сучасних електронних пристроях — сигнали між різними компонентами мікросхем передаються за допомогою електричних сигналів. Але вже зараз зрозуміло, що такий підхід втрачає ефективність: традиційну електроніку все складніше мініатюризувати, пришвидшити її роботу й при цьому знизити енергоспоживання.
Виходом можуть стати фотонні чипи — пристрої, у яких замість електронів сигнали передаватимуть набагато швидші фотони, які не потребують багато енергії. Утім, досі вчені у пошуку методів, які дозволять спростити виробництво чипів на основі світла. Зокрема потрібно навчитися сповільнювати світло так, щоб воно не розсіювалося і його якомога більше збиралося у певних точках на чипах. Нових успіхів у цьому добилися дослідники Китайської академії наук.
Як сповільнили світло?
Основним способом маніпулювати швидкістю світла є правильний підбір матеріалу, крізь яке буде проходити випромінювання. Й у своїй роботі вчені звернулися до технології виготовлення метаповерхонь — матеріалів, властивості яких визначає форма й склад наноструктур у них. Дослідники створили крихітні нанодиски з кремнію, які мали розмір у 100 нанометрів.
Структура дисків дозволила змінювати рух світла при потраплянні на поверхню, але при цьому не давала йому поглинатися, зменшуючи втрати. Також фотони, які розсіювалися, знову поверталися до основного пучка, відбиваючись від наноструктур поруч. Таким чином, направляючи фотони закрученим шляхом, чип уповільнив рух світла у більш як 10 тисяч разів. У майбутньому такий чип можна буже використовувати у датчиках, лазерах і світлодіодах, підвищуючи їхню ефективність за нижчого енергоспоживання.