Физики из РФ и Республики Корея нашли способ усилить ток экситонов в 80 раз

МОСКВА, 27 мая. /ТАСС/. Российские физики и их коллеги из Республики Корея обнаружили ранее неизвестный эффект, усиливающий в 80 раз ток экситонов - особых квазичастиц, которые можно использовать для создания новых классов вычислительных систем и систем передачи данных. Данное открытие позволит сделать экситонные интегральные схемы более экономичными и компактными, сообщила ТАСС пресс-служба Университета ИТМО (Санкт-Петербург).

"Нам удалось добиться 80-кратного усиления тока на масштабе нескольких десятков нанометров. За счет этого можно создать энергоэкономичные, стабильные, более быстрые и компактные экситонные интегральные схемы, для работы которых не требуется охлаждение. Они дополнят электронные и оптические схемы, которые используются для ИИ-вычислений и передачи данных", - сообщил ведущий научный сотрудник Нового физтеха ИТМО Василий Кравцов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как отмечают Кравцов и его коллеги, альтернативой интегральным схемам на электронах или фотонах могут стать устройства на основе экситонов - квазичастиц, которые возникают в полупроводниках в результате взаимодействия отрицательно заряженного электрона и "дырок", областей с положительным зарядом. Экситон обладает нулевым зарядом и способностью выступать "посредником" между электрическими и оптическими процессами.

Физики из России и Республики Корея выяснили в рамках исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), что поведением этих частиц можно особенно эффективным образом управлять при помощи структур, которые ученые назвали электроплазмонными нанорезонаторами. Они представляют собой многослойную структуру, состоящую из двух полупроводниковых материалов, которые располагаются друг над другом под определенным углом, и острого золотого электрода.

Взаимодействия между этой структурой и лучом лазера позволяют формировать большое количество экситонов в той части, где находится электрод, а также очень эффективно и гибко управлять их током и поведением. По текущим оценкам исследователей, созданные ими нанорезонаторы усиливают экситонный ток примерно в 80 раз, что позволит создать энергоэкономичные, более быстрые и компактные экситонные интегральные схемы для передачи данных и ИИ-вычислений.

В ближайшее время российские физики планируют проверить, можно ли использовать для создания и управления экситонным током самый маленький в мире лазер объемом в 0,005 кубического микрометра, недавно разработанный специалистами Университета ИТМО и МФТИ. Его успешное применение в данной области откроет дорогу для создания сверх компактных наноразмерных интегральных схем на базе этих квазичастиц, подытожили ученые.