Российские и корейские физики нашли способ усилить ток экситонов в 80 раз

Физики из России и Республики Корея обнаружили эффект, позволяющий усилить ток экситонов (особых квазичастиц) в 80 раз.

Как сообщила ТАСС пресс-служба Университета ИТМО, это открытие может быть использовано для создания новых классов вычислительных систем и систем передачи данных.

Ведущий научный сотрудник Нового физтеха ИТМО Василий Кравцов пояснил, что усиление тока достигнуто на масштабе нескольких десятков нанометров. Это позволяет создавать энергоэкономичные, стабильные, более быстрые и компактные экситонные интегральные схемы, для работы которых не требуется охлаждение. Такие схемы, по его словам, могут дополнить электронные и оптические схемы, используемые для ИИ-вычислений и передачи данных.

Экситоны — квазичастицы, возникающие в полупроводниках при взаимодействии электрона и «дырки» (области с положительным зарядом). Экситон обладает нулевым зарядом и способен выступать посредником между электрическими и оптическими процессами.

В ходе исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, физики выяснили, что поведением экситонов можно эффективно управлять с помощью структур, названных электроплазмонными нанорезонаторами. Такая структура представляет собой два полупроводниковых материала, расположенных друг над другом под определённым углом, и острый золотой электрод. Взаимодействие этой структуры с лазерным лучом позволяет формировать большое количество экситонов в области электрода и гибко управлять их током.

Созданные нанорезонаторы усиливают экситонный ток примерно в 80 раз. В ближайшее время российские физики планируют проверить, можно ли использовать для управления экситонным током самый маленький в мире лазер (объёмом 0,005 кубического микрометра), недавно разработанный специалистами Университета ИТМО и МФТИ. Успешное применение такого лазера, по мнению учёных, откроет путь к созданию сверхкомпактных наноразмерных интегральных схем на базе экситонов.