Поляритоны представляют собой одну из в недалеком прошлом созданных виртуальных частиц, которая, как и фотон, одновременно ведет себя как волна и как частица. Теперь, отталкиваясь от их разработок, можно будет в ближайшем будущем сделать обновленный тип быстродействующих оптоэлектронных чипов.
Новый метод передачи данных, способный уменьшить размеры наших компьютеров, разработали русские ученые из лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ под управлением Дмитрия Федянина. Это ограничивает рост их производительности, и от физиков требуется придумать принципиально новые технологии. Оптоволоконные технологии широко используются в коммуникационных сетях, однако использование света в процессорах и логических элементах наталкивается на проблему дифракционного предела: размеры волноводов и иных оптических элементов не могут быть значительно меньше длины волны.
Ученые МФТИ научились использовать так называемые «частицо-волны» света для передачи информации в миниатюрных кремниевых чипах. Для сравнения, размеры транзисторов и проводников в актуальных на сегодняшний день чипах составляют десятки и единицы нанометров. Подобное техническое решение практически обнулило токи утечки, резко снизило тепловыделение и сделало вероятностным использование плазмонных поверхностных поляритонов в оптоэлектронике, заключают физики. Он состоит из 3-х компонентов — оптического резонатора (набора из 2-х зеркал-отражателей), заточенной между ними световой волны и квантового колодца — атома и вращающегося вокруг него электрона, который временами поглощает и испускает квант света. Они отыскали способ освободиться от потерь энергии при применении поверхностных плазмонов в оптических устройствах. Это дает возможность перейти от обычной трехмерной оптики к двумерной.
Вся современная электроника основана на применении электронов. Расчеты демонстрируют, что пропускание относительно слабых токов накачки через наноразмерные плазмонные волноводы дает возможность на все 100% восполнить утраты поверхностных плазмонов, а значит, становится вероятностным передавать знак без потерь на большие (по меркам чипа) расстояния.
