alexandr_palkin (alexandr_palkin) wrote,
alexandr_palkin
alexandr_palkin

Российские физики создали "радужные" наночастицы для компьютеров будущего

© Tiguntseva et al. / Nano Letters 2018

МОСКВА, 14 авг — РИА Новости. Российские и зарубежные ученые создали новый тип наночастиц, спектром которых можно свободно управлять уже после изготовления. Описание частиц и итоги опытов представлены в журнале
Nano Letters.

"Результаты наших опытов интересны не только для создания фотонных чипов. Перестройку спектра излучения массива наночастиц можно использовать, например, для определения концентрации паров соляной кислоты и других галогенидов водорода в окружающей среде", — отмечает Екатерина Тигунцева, аспирант Университета ИТМО в Санкт-Петербурге, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Свет и другие типы электромагнитных волн переносят информацию гораздо эффективнее и быстрее, чем электрические сигналы. Поэтому большинство современных систем связи основаны на оптоволокне и различных лазерных излучателях. Ученые давно пытаются заменить транзисторы и металлические дорожки в чипах световыми аналогами, однако пока это не удается, потому что движением света очень сложно управлять.

Эту задачу могут решить наночастицы, способные поглощать один тип частиц света и излучать другие виды световых волн. За последние годы физики создали сотни подобных излучателей, эффективно конвертирующих один тип фотонов в другой.

Однако у них есть общий недостаток — свойства частиц задаются при изготовлении, и их фактически нельзя изменить. Это мешает применять подобные наночастицы в качестве наноантенн и других компонентов световых компьютеров будущего.

Тигунцева и ее коллеги нашли решение этой проблемы, экспериментируя с так называемыми перовскитами — полупроводниковыми материалами с довольно необычными свойствами и структурой. Они хорошо поглощают свет и превращают его в другие формы энергии.

Во время опытов с антеннами из перовскитов ученые обратили внимание на то, что свойства излучаемого ими света сильно зависят от того, как много в наночастицах ионов галогенов — хлора, брома или йода.

Это натолкнуло физиков на мысль, что поведением наночастиц можно управлять, если изменить количество этих ионов на их поверхности. Для этого необязательно физически менять структуру перовскитов — достаточно поместить их в среду, насыщенную парами соляной кислоты, бромоводорода или йодоводорода.

Их молекулы начнут взаимодействовать с перовскитами и заставят частицу изменить характер свечения. Соответственно, меняя концентрацию паров, можно заставить нанообъекты светиться всеми цветами радуги, что выгодно отличает их от других подобных наноструктур.


Как показали дальнейшие опыты Тигунцевой и ее коллег, такая настройка наночастиц не вызывает необратимых изменений в их структуре и работе. Все модификации в свечении можно удалить, обработав наноантенны парами вещества с противоположными свойствами.

Все это, как отмечают физики, позволяет создавать сложные фотонные чипы, работающие с разными видами света при помощи лишь одного типа антенн, свойства которых будут запрограммированы на заводе или даже будут меняться в ходе эксплуатации компьютера. Аналогичным образом можно создавать датчики, распознающие присутствие соединений галогенов в воздухе.



РИА Новости
Tags: Новое в науке и технике, Российская Федерация
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment