Международный коллектив ученых создал миниатюрный электро-оптический переключатель, который меняет спин или угловой момент жидкой формы света под действием электрического поля полупроводникового устройства. Это шаг к еще большей миниатюризации электроники. Результат исследования опубликован в журнале Nature Materials, сообщает пресс-служба Кембриджского университета (Великобритания).
Ученые из Кембриджского университета под руководством профессора Джереми Баумберга (Jeremy Baumberg) из Нанофотонного центра вместе с учеными из Мексики и Греции создали переключатель, который использует новое состояние материи под названием поляритоновый конденсат Бозе-Эйнштейна. Устройство смешивает электрический и оптический сигналы с минимальными затратами энергии.
Поляритоновый конденсат Бозе-Эйнштейна образуется в результате захвата света между зеркалами с расстоянием в несколько миллионных метра друг от друга, позволяя ему реагировать с тонким пластинами полупроводника. Там создается смесь полусвета-полуматерии, называемая поляритоном.
Сконцентрировав много поляритонов в одном месте, можно заставить их конденсироваться в виде свето-материального флюида, вращающегося либо по часовой стрелке, либо против. Прикладывая электрическое поле к этой системе, ученые смогли управлять спином конденсата и переключением между состояниями вверх и вниз. Флюид поляритона испускает свет, со спином по часовой или против часовой стрелки, который можно послать через оптоволокно, преобразуя таким образом электрические сигналы в оптические.
Так можно передавать сигнал на очень высокой скорости с минимальными затратами энергии и разработать более миниатюрные устройства, считают авторы работы. Они создали прототип, который работает при криогенных температурах, и ищут другие материалы, которые могут работать при комнатной температуре. Тогда технологию можно коммерциализировать. Другой ключевой фактор для коммерциализции — массовое производство и масштабируемость. Для этого ученые ищут пути интеграции прототипа с существующей технологической базой.
Ученые постоянно ищут новые способы передачи сигналов. Так недавно ученые из МФТИ решили проблему перегрева активных плазмонных компонентов, для оптоэлектронных микропроцессоров будущего.
[На иллюстрации: флюид поляритона. Alexander Dreismann]
