Физики создали микроскопический источник света, которым можно управлять с помощью электрического «регулятора» — включать, выключать и менять интенсивность. Работа, опубликованная в журнале Optica учеными из Университета Эмори, может помочь в развитии технологий связи, сенсорики и квантовых вычислений.
Устройство основано на генерации второй гармоники, когда два фотона одинаковой частоты взаимодействуют с материалом и объединяются в один фотон с удвоенной частотой. Особенностью разработки является возможность электрически настраивать этот процесс в очень маленьком устройстве: вся схема шире всего 200 нанометров (более чем в 100 раз тоньше волоса), а активная область — от 2 до 6 нанометров. Интенсивность света можно менять в диапазоне 500%.
Раньше прогресс в электронике тормозился из‑за ограничений размера транзисторов. Теперь свет открывает новые возможности: например, оптоволокно ускоряет передачу данных. Для дальнейшего развития нужны компактные источники света, которыми можно точно управлять.
Ученые пытались создать подходящее плазмонное устройство EFISH (генерирующее вторую гармонику под действием электрического поля), используя туннельный переход — полупроницаемый барьер в оптоэлектронном компоненте. Первые попытки с оксидом индия‑олова и диоксидом кремния, а затем с оксидом алюминия не удались: возникали короткие замыкания.
Прорыв случился благодаря сотрудничеству с сингапурскими исследователями, которые предложили использовать оксид лютеция — стабильный материал с высокой температурой плавления. С ним устройство заработало.
Это первая демонстрация электрически регулируемой генерации второй гармоники через туннельный переход. Разработка пригодится для исследований взаимодействия света и материи, улучшения фотонных чипов и квантовых вычислений: использование световых частиц для кодирования «кубитов» может обеспечить высокоскоростную передачу данных при комнатной температуре.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что физики предложили новое объяснение происхождения мощным космолучам.
