Физики из МГУ совместно с учеными из США и Германии создали перестраиваемый метаматериал на основе наночастиц арсенида галлия. Он подобен зеркалу, которое можно «выключить», чтобы оно перестало отражать свет. Разработка поможет создавать устройства для сверхбыстрой передачи информации. Об этом говорится в пресс-релизе, поступившем в «Ленту.ру».
Метаматериалом называют композиционный материал, свойства которого не характерны для составляющих его элементов. С помощью наноструктурирования можно добиться различных характеристик, которые позволяют скрывать объекты от электромагнитных волн или регистрировать вещества малой концентрации. Однако после изготовление метаматериала его свойства нельзя изменить.
Российские физики придумали способ «включать» и «выключать» метаматериалы, причем делать это с высокой скоростью — более 100 миллиардов раз в секунду.
Метаматериал был изготовлен из пленки арсенида галлия методом электронно-лучевой литографии с последующим плазменным травлением. Он представляет собой массив наночастиц арсенида галлия, которые резонансно взаимодействуют со светом. Если облучить метаматериал лазерным импульсом, его энергия переходит электронам, которые получают возможность свободно перемещаться по материалу. Это влияет на другие световые импульсы, которые попадают в метаматериал: теперь, если метаматериал включен, свет от него отражается; если выключен — то нет.
Ученые считают, что на этом принципе можно построить оптические логические элементы и, в конце концов, получить возможность создания сверхбыстрых оптических компьютеров.
«Нами была показана принципиальная возможность создания наноразмерного фотонного переключателя, — рассказал ведущий автор статьи, научный сотрудник кафедры квантовой электроники, Максим Щербаков. — Оказалось, что использование арсенида галлия вместо кремния на порядок уменьшает энергопотребление таких метаматериалов».
«В своих экспериментах для исследования уникального оптического метаматериала мы с коллегами использовали мощный фемтосекундный лазерный комплекс и целый ряд оптических методик, что позволило получить результаты, которые играют существенную роль в создании оптических логических элементов», — сообщила автор статьи Варвара Зубюк.
Работа физиков МГУ относится к фотонике, которая изучает оптические сигналы, а также занимается созданием устройств различного назначения на их базе. В частности, в отличие от электроники, где сигнал передает электрон, в фотонике для этой цели служит фотон. Исследования ученых позволят в перспективе создавать устройства передачи и обработки информации на скоростях в десятки и сотни терабит в секунду.
