Исследователи из Университета ИТМО разработали уникальный наноструктурированный материал, который позволяет кремнию в 10 тысяч раз активнее поглощать и излучать свет. Это открытие станет основой для создания более быстрых и энергоэффективных устройств коммуникации, а также приборов наноспектроскопии, востребованных в медицине, науке и промышленности.
Миниатюрный источник света, разработанный под руководством ведущего научного сотрудника физического факультета ИТМО Дмитрия Зуева, построен на базе метаповерхности — искусственной структуры, состоящей из наночастиц и миниатюрных элементов. Метаповерхность включает золотую подложку и цилиндрические столбики из прослоек кремния и золота, которые создают своеобразную «ловушку» для фотонов, усиливая их взаимодействие с кремнием.
«Наша структура излучает широкополосный белый свет, который состоит из всех цветов радуги и немного ближнего инфракрасного диапазона длин волн. Это очень полезное свойство для оптических вычислительных систем, так как мы можем работать сразу с несколькими видами излучения, а не только с излучением одного цвета», — отметил Артем Ларин, научный сотрудник физического факультета ИТМО.
Особая геометрия материала обеспечивает локализацию света в зазоре между золотой пленкой и дисками, что стимулирует оптические переходы в видимом диапазоне. Это делает кремний эффективным источником излучения, который можно интегрировать в микрочипы и производить с использованием стандартных литографических технологий.
Разработка российских ученых открывает новые перспективы для создания наносенсоров и наноизлучателей видимого и инфракрасного света, а также ускоряет развитие приборов для наноспектроскопии и ближнепольной микроскопии. Эти технологии найдут применение в медицине, научных исследованиях и промышленности, подчеркивают авторы проекта.
