× Компания Каталог Новости Вакансии Профиль Производители Контакты Доставка Тех.поддержка

Найтонший оптичний світловод товщиною у три атоми

  • 30.03.2020
  • 102

Розробники сучасних оптичних пристроїв усіма силами намагаються зробити ці пристрої все меншими і меншими. Їх кінцевою метою є створення інтегрованих фотонних чипів, розміри яких можна буде прирівняти до розмірів звичайних кремнієвих напівпровідникових чипів, що, в свою чергу, повинно привести до появи обчислювальних систем, що володіють високою швидкодією, і пристроїв зберігання інформації, що забезпечують високий показник щільності запису.

Одним з ключових компонентів будь-якої оптичної системи є оптичний хвилевід, світловод, який виконує таку ж саму функцію, як струмопровідні доріжки і шини в звичайній електроніці. І спроби мініатюризації цього компонента наштовхуються на ряд труднощів, пов'язаних з обмеженнями, що накладаються законами фізики.

Наймініатюрніші світлопроводи, які вдавалося зробити до останнього часу, мають товщину 200-300 нанометрів. Але дослідникам з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго вдалося підібрати матеріал і виготовити з нього працюючий світловод, що складається з трьох атомарних шарів — іншими словами, його товщина дорівнює близько шести ангстремів (ангстрем - це одна 10-а частина нанометра). Таким чином, новий світловод є більш ніж в 500 разів тонкішим, ніж світлопроводи, використовувані в даний час.

оптичний світловод

Ключовим моментом у всій цій справі став матеріал з сімейства перехідних металевих дихалькогенідів - дисульфід вольфраму. До цього сімейства матеріалів відносяться речовини, які складаються з одного з 15 перехідних металів і одного з трьох видів сімейства халькогенів - сірки, селену або телуру. Близько п'яти років тому вчені виявили, що використання таких матеріалів дозволяє зробити канал затвору транзисторів тонше, ніж 1 нанометр.

Одною з характерних властивостей дисульфіду вольфраму є те, що навіть в моношарі цього матеріалу при кімнатній температурі формуються досить стабільні квазічастинки, що складаються з електрона і електронної дірки — так звані екситони. На додаток до цього, моношар дисульфіду вольфраму здатний проводити світло видимого діапазону, і цей матеріал став першим в історії науки, який при такій малій товщині забезпечує роботу зі світлом видимого діапазону.

Звичайно, виготовлення світловодів з матеріалу трьохатомної товщини є дуже складним завданням з технологічної точки зору. Будь-які (навіть макроскопічні) сили призводять до руйнування крихкого матеріалу, але дослідники знайшли спосіб роботи з ним, використовуючи так званий "витратний шаблон", який видаляється на самому кінцевому етапі виробничого процесу. Цей шаблон являє собою тонку мембрану з нітриду кремнію, підтримувану крихітними кремнієвими структурами. Все це служить основою, на якій "зводиться" структура світловода. Після завершення створення структури світловода нітрид кремнію видаляється, залишаючи після себе на кремнієвій основі структуру з чистого кристалічного дисульфіду вольфраму.

Вченим поки вдалося виготовити лише кілька зразків найтонших світловодів на сьогоднішній день. Але після того, як буде розроблена технологія виробництва високоякісних плівок дисульфіду вольфраму в промислових масштабах, світловоди з цього матеріалу швидко знайдуть практичне застосування в комерційних оптоелектронних пристроях.

 

Світлодіодна продукція і оптоелектроніка є однією з ключових компетенцій Компанії СЕА. Орієнтуючись на нові тенденції і зростаючий попит, Компанія поставляє на ринок України широкий спектр сучасного світлодіодного обладнання та аксесуарів для побудови систем світлодіодного освітлення, систем інформування, цифрових вивісок і реклами, і інших додатків, де використовуються світлодіодні технології. Також Компанія СЕА пропонує світлодіодні екрани різного призначення, рідкокристалічні і світлодіодні індикатори, джерела живлення, оптику і контролери для LED-освітлення.

 

Компании СЭА - 25 лет!Купити світлотехнічну продукцію і для отримання додаткової інформації звертайтеся до Компанії СЕА за телефоном +38 (044) 291-00-41 або надсилайте запити по електронній пошті: info@sea.com.ua.


Top