Горизонты технологий: В Новосибирске разработали устройство, позволяющее исследовать оптические свойства материалов для микроэлектроники терагерцевых частот

MForum.ru

Горизонты технологий: В Новосибирске разработали устройство, позволяющее исследовать оптические свойства материалов для микроэлектроники терагерцевых частот

07.03.2026, MForum.ru


Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) работают с уникальным источником терагерцевого излучения – Новосибирским лазером на свободных электронах (НЛСЭ). С его помощью они научились генерировать плазмон-поляритоны, что позволяет изучать различные материалы - кандидаты для создания плазмонных интегральных схем.

Было создано специальное оптическое устройство, позволяющее исследовать оптические свойства материалов с целью миниатюризации интегральных схем. Результаты экспериментов с золотом, покрытым слоем сульфида цинка, подтвердили эффективность работы и метода. Статья об исследовании опубликована в журнале Plasmonics.

Кремниевая микроэлектроника и электрические сигналы, похоже, близки к физическим барьерам в плане доступных плотностей размещения узлов и рабочих частот. Заявление спорное, но ученые постоянно пробуют различные другие материалы, которые обещают более простые способы повышения рабочих частот. Стык фотоники и плазмоники обещает возможность прорыва - вместо объемных сигналов (фотонов) можно будет использовать поверхностные плазмон-поляритоны (ППП).

ППП - это комплекс связанных колебаний поверхностной электромагнитной волны и волны свободных зарядов на поверхности проводника. В терагерцевом диапазоне частот они могут быть носителями информации в плазмонных компонентах фотонных устройств. Основное преимущество ППП в том, что они способны устранить основной «ограничитель» минимизации размеров фотонных микросхем – дифракцию. Это свойство волн устанавливает минимально возможный размер элементов, который обычно составляет порядка половины длины волны света.

Из-за дифракции свет рассеивается при попытке ограничить его в элементах, меньших этой величины. Это вызывает потери и искажение сигнала, нежелательную связь между компонентами и не позволяет бесконечно уменьшать компоненты схемы. ППП могут локализовать электромагнитное излучение на границе раздела металл/диэлектрик, тем самым открывая возможность работать с субволновым вертикальным масштабом.

«Новосибирский лазер на свободных электронах – источник мощного терегерцевого и инфракрасного излучения, аналогов которому нет не только в России, но и в мире. По средней мощности он в десятки и более раз превышает другие существующие в мире ТГц источники, что позволяет проводить уникальные эксперименты в очень широкой области длин волн (от 8 до 403 микрометров), – рассказала младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Валерия Кукотенко. – Используя излучение нашего НЛСЭ, мы разработали оптическое устройство для реализации нового метода определения глубины проникновения поля плазмон-поляритонов в воздух над поверхностью материала проводника. В данном случае мы работали с золотым напылением толщиной 1 микрометр, покрытым слоем сульфида цинка такой же толщины. Устройство мы создавали и постоянно улучшали в течение трех лет. В последнюю версию мы добавили возможность измерять отражение ППП от проводящего экрана и оценивать их дифракционные потери. Важным достоинством данного метода является то, что он неинвазивный – теперь все исследования мы проводим, не касаясь хрупкого образца и не деформируя его».

По словам специалистов, они закончили отработку метода, определили границы его применимости.

«Метод экранирования на нашем оптическом устройстве показал свою эффективность. Благодаря учету дифракционных потерь мы смогли наиболее корректно измерить глубину проникновения ППП в воздух, то есть ту самую локализацию поля. Также из экспериментальных данных мы определили эффективную диэлектрическую проницаемость приповерхностного слоя золота в терагерцевом диапазоне и ее дисперсию, которые ранее не были известны. Наличие метода и оборудования для получения подобных данных будут необходимы при разработке плазмонных интегральных схем, например, на основе графена или углеродных нанотрубок, и определения вертикальных размеров их элементов. В зависимости от материала возможности нашего устройства позволят работать даже с очень тонкими (порядка сотен нанометров) материалами», – пояснила Валерия Кукотенко.

Информация о локализации плазмонного поля у поверхности проводника, получаемая с помощью метода экранирования в ИЯФ СО РАН, будет актуальна и для других исследований. Например, для разработки и проектирования компактных ТГц-генераторов (гиротронов), работающих на частотах выше 1 ТГц – их созданием совместно с сотрудниками ИЯФ занимаются в Институте прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН.

По материалам публикации ИЯФ СО РАН

--

теги: горизонты технологий НЛСЭ Новосибирский лазер на свободных электронах поверхностные плазмон-поляритоны микроэлектроника

--

© Алексей Бойко, MForum.ru


Публикации по теме:

31.07.2026. В МФТИ разработали технологию, которая позволит работать с двумерными материалами типа дисульфида молибдена

27.07.2026. Американские исследователи объединили на одном фотонном чипе несколько функций по работе с терагерцевыми технологиями

26.06.2026. IBM представила технологию, обещающую плотность размещения узлов от 7А

11.06.2026. В Южной Корее экспериментируют с комбинацией оксида цинка ZnO и теллура Te

03.06.2026. Ученые из Японии и США разработали кремниевый спинтронный p-бит

13.05.2026. «Вечный двигатель» или научный прорыв? Экс-сотрудник NASA привлёк $12 млн на чип, работающий "от квантового вакуума"

08.05.2026. Кремниевые осцилляторы вместо кубитов - корейский путь к сверхбыстрым вычислениям

28.04.2026. Samsung представила кристалл DRAM, созданный по техпроцессу менее 10-нм

26.04.2026. Imec интегрировал модуляторы из ниобата и танталата лития на платформу кремниевой фотоники

13.04.2026. Инженеры USC создали чип памяти, работающий при температуре 700 °C

24.03.2026. Норвежский стартап Lace Lithography привлек $40 млн на литографию с атомарным разрешением

19.03.2026. Южнокорейские ученые подтвердили возможность длительной работы ИИ-чипов в условиях космической радиации

16.03.2026. Бесшовный фотонный интерфейс чип-окружающая среда: прорывы 2025–2026 годов

12.03.2026. UMC и HyperLight объединили усилия для массового производства чиплетов на основе TFLN

12.03.2026. IBM и Lam Research объединяют усилия для разработки логики суб-1 нм

10.03.2026. Потери света в фотонных чипах приближены к показателям оптоволокна

04.03.2026. Nvidia готовит процессор для инференса на базе технологий Groq, OpenAI станет якорным клиентом

03.03.2026. В Сибири изучают возможности создания элементов памяти на квантовых точках

27.02.2026. В Пекинском университете создали лабораторный прототип транзистора FeFET с графеновым затвором длиной 1нм

24.02.2026. ASML добилась удвоения мощности источника света в EUV-машинах



Поиск по сайту:


Колонка редактора

22.10. Samsung Electro-Mechanics получила инвестиции в размере $2,8 млрд от американских производителей электроники

22.10. Компания Texas Instruments прогнозирует выручку за 4q2026 выше ожиданий аналитиков

22.10. Samsung и SK Hynix модернизируют свои предприятия в Китае

22.10. «Аквариус» выходит на рынок Wi-Fi оборудования и ПО корпоративных беспроводных сетей

22.10. Speedcast и Soya IT Marine Solutions успешно завершили масштабную модернизацию цифровой связи на 41 судне типа RoRo

22.10. РКН поделилось данными о числе РЭС 5G в России

22.10. МТС отмечает рост спроса на видеонаблюдение на Ставрополье

22.10. МТС усилила сеть в Шимановске Амурской области

22.10. НИИМА «Прогресс» подал иск к Минпромторгу

21.10. Билайн и Binrobi предложат абонентам услуги связи, не требующие платежей

21.10. SpaceX показала улучшение финансовых показателей и готовится к запуску услуг D2D в начале 2028 года

21.10. T2 перевел в режим поддержки 5G 4093 объекта – данные РКН

21.10. Xona делает шаг к собственной навигационной сети: шесть спутников Pulsar выведены на LEO орбиту

21.10. МТС начала предоставлять услуги 5G 2100 МГц в отдельных районах Иркутска

21.10. Представители отрасли предлагают "откатить" ужесточение параллельного импорта

Все статьи >>


Новости

22.10. iPhone 18 получит новый дизайн камеры

22.10. Redmi Band 4 представлен в Китае – 21 день автономности и 5ATM за 169 юаней

22.10. Появились данные о Huawei Mate X8 – запуск в ноябре и новый чип Kirin

21.10. Coolpad Cool X Wide – первый широкоформатный смартфон бренда

21.10. Утечка об Oppo Reno X указывает на батарею 8000 мАч и двойную 200-МП камеру

21.10. Doogee Note60 W – широкоформатный смартфон в стиле Huawei Pura X View

20.10. HMD Vibe 2 Max раскрыт в утечке: 108 МП, 120 Гц и батарея 6000 мАч

20.10. Redmi K100 с батареей 10 000 мАч и Snapdragon 8 Elite выйдет 28 октября

20.10. Samsung Galaxy F70 5G с Exynos 1330 и 120 Гц оценен за 19 999 рупий

20.10. Apple работает над новым iPad mini – в базе регулятора появился чехол Smart Folio

19.10. Раскрыта емкость батареи Moto G47 Power

19.10. Tecno представила Spark 50s и Spark 50C – две новые модели с 120 Гц

19.10. OnePlus Ace 7 и Ace 7 Pro получат 200-МП камеры и перископ

19.10. Samsung может вернуть Exynos 2700 в Galaxy S27 Ultra из-за перегрева Snapdragon

16.10. Появились первые утечки о камерах Samsung Galaxy A58

16.10. HMD планирует уйти с некоторых рынков и сократить глобальное производство

16.10. Samsung начинает распространять обновление One UI 9 для Galaxy A27 и A37

16.10. Раскрыты подробности о 2K 185 Гц дисплее и игровых функциях iQOO Neo12

15.10. itel City 300 5G – 5G-смартфон с экраном 120 Гц за 14 999 рупий

15.10. Раскрыт список совместимых устройств и график обновления до Nothing OS 5.0