MForum.ru
07.03.2026,
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
--
Публикации по теме:
16.03. Бесшовный фотонный интерфейс чип-окружающая среда: прорывы 2025–2026 годов
12.03. UMC и HyperLight объединили усилия для массового производства чиплетов на основе TFLN
12.03. IBM и Lam Research объединяют усилия для разработки логики суб-1 нм
10.03. Потери света в фотонных чипах приближены к показателям оптоволокна
04.03. Nvidia готовит процессор для инференса на базе технологий Groq, OpenAI станет якорным клиентом
03.03. В Сибири изучают возможности создания элементов памяти на квантовых точках
24.02. ASML добилась удвоения мощности источника света в EUV-машинах
24.02. В 2026 году в России может появиться фотолитограф нового поколения?
17.02. В Европе разработали новый класс полупроводников на базе GeSn
09.02. Интерфейс «мозг-компьютер» (ИМК) и влияние этого сегмента на рынок микроэлектроники
11.01. Учёные МФТИ открыли путь к лазерам на алмазах
07.11. Ученые создали метод сборки 2D-полупроводников с контролем на атомарном уровне
18.04. Узбекистан и ZTE укрепляют стратегическое партнерство для ускорения цифровой трансформации
17.04. Прибыль Ericsson упала на 79% - компания предупреждает о росте затрат на чипы
17.04. Yadro запускает приём заявок на оплачиваемую летнюю стажировку «Импульс 2026»
17.04. Tesla ищет инженеров для Terafab на Тайване
17.04. TSMC: CoWoS остается основой для крупнейших ИИ-чипов, и CoPoS все ближе
17.04. МегаФон в Республике Коми - покрытие 4G расширено новой базовой станцией на въезде в Усинск
17.04. МТС в Магаданской области запустил сеть LTE в поселке Эвенск
17.04. OpenAI заключила с Cerebras многомиллиардное соглашение
17.04. В России выпустили первую партию микросхем SPD
17.04. Билайн представил итоги развития в 2025 году в пейзаже «особого пути» российского телекома. Часть 1
16.04. Минцифры представило проект приказа с требованиями к БС O-RAN
16.04. МТС в Новосибирской области - связь улучшена в Ленинском районе
15.04. Билайн увеличил пропускную способность для российских видеосервисов
17.04. OnePlus Nord CE 6 Lite – Dimensity 7400, 7000 мАч, а AMOLED заменили на LCD
17.04. Oppo Reno16 Pro получит камеру 200 МП, перископ, Dimensity 9500s и батарея 7000+ мАч
16.04. Vivo T5 Pro – 9020 мАч, 90 Вт, IP69 и Snapdragon 7s Gen 4 от 29 999 рупий
16.04. Oppo F33 и F33 Pro – ребрендинг с AMOLED, 7000 мАч и IP69K
16.04. Poco C81 Pro получи 6.9" дислеей 120 Гц, АКБ 6000 мАч и Unisoc T7250
15.04. Motorola Razr 70 Ultra получит Snapdragon 8 Elite и батарею на 6% больше
15.04. Tecno Spark 50 4G – Helio G81, 7000 мАч и связь без сети за 1.5 км
15.04. T1 Phone от Trump Mobile – $499 за AMOLED 120 Гц и Snapdragon 7
14.04. Redmi A7 Pro 5G – HyperOS 3, Unisoc T8300 и 6300 мАч за 11 499 рупий
14.04. Oppo Pad Mini с 8.8-дюймовым OLED-экраном 144 Гц и Snapdragon 8 Gen 5 представят 21 апреля
14.04. Rollme G9 – умные часы с офлайн-картами, двухдиапазонным GNSS и весом 32 грамма
13.04. Realme Narzo 100 Lite 5G – 7000 мАч "Titan Battery", 144 Гц и Dimensity 6300 за 13 000 рупий
13.04. CMF Phone 3 Pro получит Snapdragon 7s Gen 4 и металлическую рамку
13.04. Анонс Huawei Pura 90 Pro ожидается 20 апреля
10.04. Realme C100 4G – в000 мАч, IP69K и Helio G92 Max за 292 доллара
10.04. AI+ Nova 2 и Nova 2 Ultra – два подхода к бюджетному сегменту в Индии
10.04. Oppo A6s Pro – OLED, 7000 мАч, 80 Вт и Dimensity 6300
09.04. Moto Pad 2026 – 2.5K-экран, 5G и четыре динамика за 250 долларов
09.04. Motorola Moto G Stylus (2026) – стилус с наклоном, защита IP69 и AMOLED за 500 долларов
08.04. Oppo A6k с АКБ 7000 мАч, экраном 120 Гц и Dimensity 6300 оценен 290 долларов