Новый метод передачи данных, способный уменьшить размеры наших компьютеров, разработали российские ученые из лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ под руководством Дмитрия Федянина. Они нашли способ избавиться от потерь энергии при использовании поверхностных плазмонов в оптических устройствах. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Optics Express.
Как объясняет Федянин, «поверхностные плазмон-поляритоны уже предлагались на роль носителей информации при передаче данных», но сигнал слишком быстро затухал при распространении по волноводам. Физики из МФТИ эту проблему решили. Теперь, отталкиваясь от их разработок, можно будет в ближайшем будущем создать новое поколение быстродействующих оптоэлектронных чипов.
Вся современная электроника основана на использовании электронов. Но скорость передачи данных нарастает невероятными темпами — классические медные провода и дорожки на чипах уже не справляются с требованиями современных процессоров. Это ограничивает рост их производительности, и от физиков требуется придумать принципиально новые технологии. Одно из возможных решений — переход от электрических импульсов к оптическим.
Частота оптического диапазона составляет сотни терагерц и поэтому позволяет передавать и обрабатывать больше данных, то есть повысить быстродействие. «Оптоволоконные технологии широко используются в коммуникационных сетях, но использование света в процессорах и логических элементах наталкивается на проблему дифракционного предела: размеры волноводов и других оптических элементов не могут быть значительно меньше длины волны. Для ближнего инфракрасного излучения, которое используется для передачи данных, это микроны, что никак не соответствует требованиям к современной электронике. Логические элементы "обычных" современных процессоров имеют размеры в десятки нанометров. Оптическая электроника может стать конкурентоспособной, если удастся "сжать" свет до этого масштаба», — объяснили «Научной России» в пресс-службе МФТИ.
Если перейти от фотонов к поверхностным плазмон-поляритонам, дифракционный предел можно обойти. В отличие от объемных световых волн, поверхностные поляритоны «держатся» за границу раздела двух сред, являясь поверхностными электромагнитными волнами. Это позволяет перейти от привычной трехмерной оптики к двумерной.
