Светочувствительный материал для создания оптических компьютеров открыли ученые Санкт-Петербургского университета

Ученые Санкт-Петербургского университета ИТМО открыли сверхчувствительный к свету материал - диселенид рения (IV) (ReSe2), который можно использовать в создании оптических компьютеров, лазеров, чипов и сенсоров. Об этом в пятницу сообщили в пресс-службе городского комитета по науке и высшей школе.

При использовании электрического тока в работе компьютеров появляется вероятность перегревания, что накладывает значительные ограничения на минимальный размер вычислительных элементов. Решением могут стать оптические компьютеры, где обработка информации происходит за счет движения фотонов - частиц света, не нагревающих среду.

"Ученые обнаружили сверхчувствительный к свету материал. Кроме того, им удалось вывести параметр, который облегчит поиск других структур с высоким коэффициентом преломления, - говорится в сообщении. - Открытие поможет в создании компактных и эффективных элементов для оптической вычислительной техники - лазеров, чипов и сенсоров".

По словам ученых, для того, чтобы заменить обычные компьютеры на оптические нужно создать чипы и лазеры, сопоставимые с их размером, используя материалы с высоким коэффициентом преломления. "Коэффициент преломления показывает, насколько хорошо структура реагирует на свет. Если она взаимодействует со светом плохо, то и прибор будет работать аналогично", - привели в пресс-службе слова студента ИТМО Антона Шубника.

Одним из высоковосприимчивых к свету материалов является кремний, показатель преломления которого равен четырем. В ходе исследования физики ИТМО нашли критерий, по которому можно предсказать коэффициент преломления для каждого вещества до физического эксперимента или сложного численного моделирования. Он основывается на электронных свойствах структуры - ширины запрещенной зоны и эффективной массы электрона. Теоретическая модель показала, что чем больше отношение ширины запрещенной зоны к эффективной массе электрона, тем больше должен оказаться и коэффициент преломления. В результате экспериментов был найден перспективный для оптических элементов материал - диселенид рения (IV) (ReSe2), коэффициент преломления которого равен 6,5-7, что значительно выше, чем у кремния.

Ученые планируют запустить поиск по открытым базам с электронными свойствами материалов, чтобы найти другие высокоиндексные структуры, которые ранее не привлекали внимания оптиков.