Международная группа физиков разработала сверхкомпактный оптический переключатель на основе экситонов – особенных состояний электронов в полупроводниках.

Он в 100 раз меньше аналогов, и его состоянием можно управлять с помощью света. Проект открывает новые возможности для создания устройств оптической обработки информации на чипе.

Ученые Нового физтеха ИТМО и Пхоханского университета науки и технологий Южной Кореи предложили устройство, работающее на основе плазмонного резонанса. Оно состоит из двух наложенных друг на друга атомарно тонких слоев полупроводников, помещенных в нанорезонатор из золотых частиц. Облучение лазером позволило переключать 0 и 1 состояния в системе.

Когда на устройство воздействуют светом с определенным фазовым фронтом, оно переключается между излучением на двух разных длинах волн. Это достигается за счет контроля квазичастиц экситонов. Они могут по-разному распределяться в нанорезонаторе –располагаться в его центре или по краям – и, соответственно, по-разному излучать. В конструкции использованы новые двумерные полупроводниковые гетероструктуры в комбинации с плазмонным резонатором. Эта технология применена впервые в мире, именно поэтому изобретателям удалось уменьшить в 100 раз размер переключателя.

Разработка российских и корейских ученых открывает возможности для создания квантовых компьютеров, сверхбыстрых коммутаторов и чипов.