Новый метод позволяет свету циркулировать на чипе миллионы раз
Исследователи разработали «нанодоспехи» для хрупких ван-дер-ваальсовых материалов, что позволило создать рекордный микрорезонатор для фотонных чипов
Короткое резюме
Международная исследовательская группа под руководством Университета Аалто в Финляндии разработала метод «нанохирургии», который защищает хрупкие ван-дер-ваальсовы материалы ультратонким слоем алюминия во время обработки. Эта «наноброня» позволила создать на чипе микрорезонатор, в котором свет может циркулировать миллионы раз, что является рекордным показателем.
Ван-дер-ваальсовы материалы, такие как графен, перспективны для фотоники благодаря своим превосходным оптическим свойствам и атомарно гладкой поверхности, минимизирующей потери света. Однако их хрупкость делала традиционные методы нанопроизводства разрушительными. Новый метод использует защитную алюминиевую плёнку, позволяющую проводить обработку с точностью менее 100 нанометров без повреждения кристаллической структуры материала.
Созданный микрорезонатор демонстрирует беспрецедентный фактор качества (Q-фактор) свыше 1 миллиона, что на три порядка выше предыдущих систем. Это значительно усиливает взаимодействие света с материалом, что было подтверждено увеличением эффективности генерации второй гармоники в 10 000 раз. Прорыв открывает путь к созданию перестраиваемых фотонных схем, квантовых источников света и высокочувствительных сенсоров на основе ван-дер-ваальсовых материалов.
Рекордный фактор качества
Созданный микрорезонатор из ван-дер-ваальсовых материалов достиг Q-фактора >1 000 000, что означает потери энергии света всего в одну миллионную за цикл
Метод «наноброни»
Ультратонкий слой алюминия защищает хрупкий материал от повреждений при обработке ионным или электронным пучком, позволяя достичь суб-100 нанометровой точности
Усиленное светоматериальное взаимодействие
Длительное удержание света в резонаторе привело к увеличению эффективности нелинейно-оптических процессов, таких как генерация второй гармоники, примерно в 10 000 раз
Смена роли материала
Технология позволяет ван-дер-ваальсовым материалам перейти от вспомогательных интерфейсных слоёв к активным структурным материалам, выполняющим ключевые функции в фотонных устройствах
Текст сгенерирован с использованием ИИ
