Российские ученые определили лучший материал для фотонных чипов

Исследователи сравнили пять полупроводниковых соединений, чтобы повысить эффективность управления светом на микросхемах. Результаты помогут в создании энергонезависимой оптической памяти и нейросетей.

Группа российских ученых из НИТУ МИСИС, МИЭТ, МПГУ, НПК Технологический центр, ВШЭ и Российского квантового центра определила наиболее перспективный материал для изготовления фотонных чипов. Эти устройства управляют светом непосредственно на микросхеме, что открывает возможности для создания полностью оптических нейроморфных сетей, фотонной памяти и других технологий передачи и обработки данных.

Для сравнения исследователи выбрали пять составов на основе соединений германия, сурьмы и теллура. Чтобы объективно оценить свойства материалов, их нанесли на идентичные волноводы из нитрида кремния. В ходе экспериментов ученые анализировали, насколько эффективно материал меняет прохождение света и как быстро происходит переключение между кристаллическим и аморфным состояниями под воздействием лазерных импульсов. Именно эти фазовые переходы позволяют использовать материал для записи и хранения информации.

Фотонные чипы имеют широкий потенциал применения. Помимо нейросетей, технология может быть использована для создания компактных твердотельных лидаров для беспилотного транспорта, систем защищенной квантовой связи, а также высокоточных оптических датчиков для промышленности и экологии. По словам исследователей, выбранные материалы способны обеспечить работу энергонезависимой памяти, которая сохраняет данные без постоянной подачи энергии.

Работа выполнена в рамках стратегического проекта НИТУ МИСИС «Квантовый интернет» по программе «Приоритет-2030». В дальнейшем ученым предстоит проверить долговечность и стабильность работы выбранных составов в реальных условиях. Исследование поддержано Российским научным фондом и Минобрнауки России.

Поиск