Проблема состоит в том, что в отличие от обычных электронных микропроцессоров, фотонные компоненты трудно сделать миниатюрными из-за сложностей с получением света под прямым углом. Ученые решили применить плазмонные компоненты, которые позволяют воспользоваться уникальным колебательным взаимодействием фотонов и электронов на поверхности металла.
К сожалению, плазмонные компоненты слишком сильно нагреваются, и для их охлаждения невозможно использовать обычные вентиляторы. Для этого необходима специальная система охлаждения, работающая в масштабах фотонного чипа, размером меньше одной миллиардной доли метра. Это одна из причин, почему оптические транзисторы долгие годы считались непригодными к использованию. Этим также объясняется, почему возник такой ажиотаж вокруг открытия российских ученых, предложивших новый метод охлаждения фотонных компонентов.
Оптоэлектроника уже давно стала ключевой областью исследований для таких компаний, как Oracle и IBM.
Не удивительно, что американское Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам или DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) также активно занимается оптоэлектронными исследованиями.
В чем заключается проблема? Для того, чтобы смонтированные на чипе оптикоэлектронные устройства могли работать с объемными потоками световых волн, они должны быть огромными, что лишает технологию всех преимуществ. Однако, можно заставить свет перемещаться в меньших по размеру волноводах, путем преобразования его в поверхностные плазмонные поляритоны – электромагнитные волны, распространяющиеся на поверхности металла и диэлектрических слоев чипа. Но это может привести к перегреву. Российские исследователи утверждают, что их метод, опубликованный на этой неделе в журнале ACS Photonics, способен значительно ограничить повышение температуры.
Эти технологии "дают возможность создать высокопроизводительные компьютеры, способные анализировать информацию на много порядков быстрее, чем это делается сегодня. Тем не менее, для того, чтобы разработать компьютеры на основе таких технологий, необходимо обеспечить эффективное охлаждение микропроцессоров", говорит Дмитрий Федянин, один из авторов работы.
Комментарии: