Квантовая инженерия сочетается с обработкой данных в наномасштабе

Прочитано: 226 раз(а)


Квантовая инженерия сочетается с обработкой данных в наномасштабе: раскрытие возможностей управления проводимостью с помощью света.

За последние несколько десятилетий область технологий обработки и передачи данных развивалась быстрыми темпами. Этот рост можно объяснить законом Мура, который предсказывает, что количество транзисторов на микрочипе будет удваиваться примерно каждые два года, что позволит полупроводниковой промышленности делать электронные устройства меньше, быстрее и эффективнее.

Тем не менее, электронные соединения создают проблемы при передаче данных из-за задержек и тепловых проблем, которые ограничивают пропускную способность. Пытаясь решить эту проблему, исследователи обратились к использованию оптических волн вместо электронных сигналов. Оптические волны обеспечивают значительную информационную емкость и минимальные потери, но проблема заключается в миниатюризации фотонных устройств, а также электронных компонентов .

Войдите в плазмонику, область исследований, которая сочетает в себе микрофотонику и наноэлектронику, чтобы преодолеть это ограничение. Используя поверхностные плазмонные поляритоны (SPP) для передачи световой энергии между нанофотонными устройствами, плазмоника предлагает высокую степень ограничения, преодолевая ограничения обычных диэлектрических волноводов. С помощью плазмоники можно манипулировать светом на наноуровне и создать целый мир возможностей для будущей обработки данных.

Однако при одновременном достижении больших длин распространения и очень ограниченных режимов SPP возникает серьезная проблема. Именно здесь на помощь приходит инженерия Флоке. Эта передовая технология преобразует квантовую инженерию материалов с помощью высокоинтенсивного периодического управления, позволяя исследователям манипулировать материей так, как это ранее считалось невозможным .

Чтобы решить эту проблему, мы предложили всеобъемлющую теоретическую основу, в которой используется квантовая электродинамика в сочетании с инженерией Флоке для увеличения длины распространения мод SPP. Изменяя электрические и оптические характеристики металлических наноструктур в плазмонных волноводах, можно значительно увеличить длину распространения ППП.

Было замечено, что воздействие на металлическую систему этой конкретной формы света (одеждающего поля) увеличивает длину распространения мод SPP (поверхностный плазмон-поляритон) из-за повышения проводимости металла. Это можно объяснить тем, что ППП создаются коллективным движением электронов в металле, а потери энергии металлом можно объяснить рассеянием электронов. Одевание внешним полем модифицирует волновые функции и, тем самым, скорости, что может улучшить проводимость и увеличить длину распространения мод ППП.

Наконец, плазмонные и проводящие свойства популярных плазмонных металлов, включая серебро (Ag), золото (Au), медь (Cu) и алюминий (Al), были проанализированы при освещении определенной формой света с использованием компьютерного моделирования на основе код, специально написанный для изучения этого нового наблюдения. На основании оценки было обнаружено, что некоторые металлы очень подходят для применения благодаря их управляемой реакции проводимости. Это открытие может привести к разработке эффективных и продвинутых наноразмерных устройств обработки плазмонных данных, схем и компонентов в ближайшем будущем.

Квантовая инженерия сочетается с обработкой данных в наномасштабе



Новости партнеров