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
25.03. SK Hynix разместила у ASML крупнейший публичный заказ на EUV-оборудование на $8 млрд
25.03. МегаФон в Красноярском крае - покрытие 4G расширено в 16 муниципальных округах
25.03. МТС в Республике Бурятия - мобильный интернет ускорен в курортном поселке Жемчуг
24.03. Норвежский стартап Lace Lithography привлек $40 млн на литографию с атомарным разрешением
24.03. Билайн в Санкт-Петербурге - мобильный интернет оператора в метро признан лучшим по оценкам DMTEL
24.03. Билайн бизнес сообщает о расширении возможностей связи для предпринимателей
24.03. Кризис расползается по цепочке поставок
24.03. TSMC наращивает мощности в США, спрос на чипы высок, а выручка в 2026 году может вырасти на 30%
24.03. МТС в Приморском крае организовал новый трансграничный переход интернет-трафика с China Mobile
24.03. Запущены первые 16 спутников БЮРО 1440
23.03. В России могут начать работы над литографом для техпроцесса 90 нм в 2026 году
23.03. Samsung Electronics вложит рекордные 110 трлн вон
23.03. МТС разместила биржевые облигации серии 002P-17 на 10 млрд
23.03. Билайн в Нижегородской области - покрытие 4G расширено в столице и в сельских населенных пунктах
27.03. Представлены iQOO Z11 и Z11x – 9050 мАч, 165 Гц и IP69 за 290 долларов
27.03. iPad (2026) получит чисет A18, 8 ГБ RAM и тот же дизайн
26.03. Vivo X300s – 200 МП, перископ, батарея 7100 мАч и защита IP69
26.03. Представлены Samsung Galaxy A57 и A37 с IP68, Exynos 1680 и прежними камерами
25.03. OnePlus 15T – компактный флагман с батареей 7500 мАч, защитой IP69K и экраном 165 Гц
25.03. Samsung Galaxy Z Fold8 – 200 МП, 8-дюймовый экран и батарея 5000 мАч
25.03. Первый тизер Tecno Spark 50 5G раскрывает дизайн новинки
24.03. Huawei Enjoy 90 Plus и Enjoy 90 – Kirin 8000, батареи 6620 мАч и доступные цены
24.03. Huawei Enjoy 90 Pro Max – Kirin 8000, батарея 8500 мАч и экран 120 Гц за 250 долларов
23.03. Redmi 15A 5G – 6300 мАч и 120 Гц за «реальные деньги»
23.03. Xiaomi 17T и 17T Pro засветились в IMDA
20.03. Lenovo представила компактный Y700 с двумя USB-C и большие Xiaoxin Pro
20.03. iQOO Z11 с батареей 9020 мАч и экраном 165 Гц представят 26 марта
19.03. Ulefone RugKing 5 Pro – 20 000 мАч, 1202 светодиода и ночное видение за 270 долларов
19.03. Oppo A6s 5G – 80-ваттная зарядка и IP69 за 18 999 рупий
19.03. FOSSiBOT F116 Pro – компактный защищенный смартфон с креплением для экшн-камеры
18.03. Samsung Galaxy M17e 5G – ребрендинг A07 с батареей 6000 мАч за 140 долларов
18.03. Oppo Watch X3 – титан, сапфир и мониторинг глюкозы
18.03. Oppo Find N6 появился на глобальном рынке
17.03. Представлен Vivo Y51 Pro 5G с батареей 7200 мАч и защитой IP69