Ученый Алферовского университета (участник консорциума Центра компетенций НТИ «Фотоника») Никита Соломонов разработал наноразмерный источник оптического излучения на чипе для фотонных интегральных схем (ФИС). Такой источник излучения обеспечивает генерацию фотонов на наноуровне, при этом управление источником осуществляется внешним электрическим сигналом. Главной особенностью разработанных источников является возможность интеграции на чип вблизи волновода, что позволяет существенно увеличить скорость передачи данных в устройствах. Данная технология применима в создании компонентов для оптоэлектроники и квантовых технологий.
Ученый Алферовского университета (участник консорциума Центра компетенций НТИ «Фотоника») Никита Соломонов разработал наноразмерный источник оптического излучения на чипе для фотонных интегральных схем (ФИС). Такой источник излучения обеспечивает генерацию фотонов на наноуровне, при этом управление источником осуществляется внешним электрическим сигналом. Главной особенностью разработанных источников является возможность интеграции на чип вблизи волновода, что позволяет существенно увеличить скорость передачи данных в устройствах. Данная технология применима в создании компонентов для оптоэлектроники и квантовых технологий.
«Наш проект посвящен созданию и исследованию сверхкомпактных источников оптического излучения на основе туннельного контакта с массивом наноантенн в тонких слоях золота. Обнаружено, что внедрение таких наноструктур увеличивает внешнюю квантовую эффективность более чем в 10 раз, что открывает новые перспективы для применения в оптоэлектронике и квантовых технологиях» — говорит Никита Соломонов, сотрудник лаборатории Возобновляемых источников энергии СПбАУ РАН им. Ж.И. Алферова.
По словам молодого ученого, ранее применение источников подобного типа в массовых технологиях производства было затруднено, в первую очередь, из-за низкой квантовой эффективности — из десятков миллионов туннелирующих электронов генерировался всего один фотон, что не давало необходимого уровня сигнала. Предложенный метод использования наноантенн, напечатанных фемтосекундными лазерными импульсами на золотой плёнке совместим с промышленными технологиями производства и приводит к увеличению эффективности излучения.
Целью работы является создание источника излучения на чипе, который будет локализован вблизи волноводов. Это необходимо для эффективного повышения производительности ФИС. Важно разработать маленькие и эффективные источники, которые можно интегрировать на чип, обеспечивая энергоэффективность и компактность отечественных оптоэлектронных систем.
Предлагаемые источники обладают перестраиваемой длиной волны без использования модуляторов. Достаточно реализовать массив наноантенн и подключить туннельные контакты размером 1-2 нанометра, что значительно тоньше человеческого волоса, чтобы на этом этапе можно было перестраивать длину излучения для быстрой передачи информации. Такой подход обеспечивает возможность размещения большего количества источников на ограниченной площади, что дает преимущество в производительности и функциональности по сравнению с традиционными источниками оптического излучения. Это может стать значительным шагом вперед в разработке новых технологий в области фотоники и телекоммуникаций.
