Ученые нашли материалы для изготовления фотонных чипов

Группа ученых МИЭТ, МПГУ, НПК «Технологический центр», Высшей школы экономики, НИТУ МИСИС и Российского квантового центра нашли перспективные материалы для изготовления фотонных чипов, которые управляются светом непосредственно на микросхеме и могут применяться для создания фотонной памяти, полностью оптических нейроморфных сетей и других устройств для передачи и обработки информации.

Как рассказал доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Центра компетенций НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ МИСИС Григорий Гольцман, для управления светом на чипе специалисты исследовали специальные фазопеременные материалы, которые могут менять свое состояние под действием коротких лазерных импульсов.

- В разных состояниях материал имеет либо упорядоченную кристаллическую, либо неупорядоченную аморфную структуру с сильно отличающимся показателем преломления, - отметил Григорий Гольцман. - После воздействия лазера образец сохраняет определенное состояние и его можно использовать для хранения информации.

По мнению исследователей, материалы можно использовать в оптических процессорах для ускорения матричных умножений, экспресс-диагностике заболеваний с помощью спектрального анализа света, передаче данных на сверхвысоких скоростях через оптоволокно, в компактных твердотельных лидарах для сканирования пространства вокруг беспилотных машин, высокоточных оптических датчиках для промышленности, экологии и сельского хозяйства.

Инженер-исследователь лаборатории фотонных газовых сенсоров технологического университета Алексей Проходцов считает, что результат испытаний может изменяться при использовании волноводов из разных материалов, например, кремния на изоляторе, или лазерных импульсов с другими параметрами волны, поэтому для каждого материала требуется дополнительная настройка.

- Полученные результаты показывают, что состав материала напрямую влияет на то, насколько хорошо он подходит для управления светом на чипе, - говорит Алексей Проходцев. - При этом нельзя выбрать материал только по одному показателю — важно учитывать одновременно и величину изменения сигнала, скорость переключения, а также размеры ячейки материала на волноводе из нитрида кремния.

По мнению ученых, полученные результаты могут стать основой для дальнейшей разработки фотонных устройств с энергонезависимой памятью.

Мона Платонова.

Фото пресс-службы НИТУ МИСИС