Вчені за допомогою акустичних хвиль змусили світ переміщатися по нанопроводникам
Дослідники з Інституту нанотехнологій MESA+ університету Твенте, спільно з дослідниками з інституту Пауля Друде, Берлін, досягли успіху в реалізації переміщення світла від одного кінця нанопроводника з напівпровідникового матеріалу до іншого кінця допомогою поверхневих акустичних хвиль, свого роду "землетрусу", що відбувається на нанорозмірному рівні. Це досягнення є важливим етапом у напрямку розвитку нових напівпровідникових приладів і пристроїв, які перетворять оптичні сигнали у електричні та навпаки, і які знайдуть широке застосування не тільки в електроніці майбутнього, але і в області квантової обробки інформації.
Всім відомо, що світло є універсальним носієм, за допомогою якого можна передавати інформацію з високою швидкістю на великі відстані. Однак, вузьким місцем будь-якого оптичного комунікаційного каналу є необхідність перетворення електричних сигналів в оптичні і навпаки, адже обробка переданої та отриманої інформації ефективно проводиться за допомогою високоінтегрованих і мініатюрних електронних пристроїв. Тому дослідники з різних країн весь час розробляють нові оптико-електронні пристрої, які виконують функції оптико-електричних і електро-оптичних перетворювачів, які є проміжною ланкою між двома різними технологіями.
Те, що створили дослідники з Твенте і Берліна є акустико-оптико-електронним пристроєм, який, крім оптичних і електричних використовує ще й акустичні сигнали. Лазерний світло фокусується на одному кінці нанопроводника з арсеніду галію, що призводить до порушення електронів, які стають вільними і покидають свої місця в кристалічній решітці, залишаючи електронні діри. Ці електрони і дірки утворюють квазічастинки, екситони, які "підхоплюються" поверхневої акустичної хвилі, возбуждаемой на тому кінці нанопроводника і переміщуються разом з хвилею до іншого кінця нанопроводника. Там електрони і дірки знову об'єднуються, що призводить до випромінювання фотонів світла. Так як поверхнева акустична хвиля розповсюджується зі швидкістю в 100 тисяч разів менше швидкості світла, то керувати її поширенням і параметрами можна за допомогою набагато більш простих способів, ніж способів, що використовуються для управління потоками світла.
Згідно з даними експериментів, розроблена технологія акустичного переміщення світла може працювати на тактових частотах рівня 1 ГГц і вище. Більш того, пристрої такого переміщення можуть бути легко реалізовані на нанорозмірному рівні, що дозволить без праці вбудувати їх в кристали напівпровідникових і квантових чіпів.