美國芝加哥大學(xué)科學(xué)家在最新一期《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱，他們研制出迄今最薄的芯片級光線路——二維（2D）波導(dǎo)。這款只有幾個原子厚的玻璃晶體可捕獲和攜帶光，而且效率驚人，可將光傳播長達(dá)一厘米的距離，在光基計算領(lǐng)域，這是非常遙遠(yuǎn)的距離，有望為新技術(shù)開辟道路。
芝加哥大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種只有幾個原子厚度的玻璃晶體，可以捕獲和攜帶光。圖為研究人員拿著這種材料。 圖片來源：Jean Lachat/物理學(xué)家組織網(wǎng)
將光從一個地方引導(dǎo)到另一個地方是現(xiàn)代通信世界的支柱。在海底和大陸之間，光纖電纜傳輸?shù)墓鈱囊曨l到銀行轉(zhuǎn)賬交易在內(nèi)的所有內(nèi)容進(jìn)行編碼，所有這些都在頭發(fā)絲粗細(xì)的股線內(nèi)進(jìn)行。
為使這些股線變得更纖薄，甚至是2D的，研究團(tuán)隊發(fā)明了一種新的2D波導(dǎo)。它是由二硫化鉬制成的玻璃晶體。這款超薄2D晶體不僅能容納能量，而且能將能量傳遞到比現(xiàn)有類似系統(tǒng)遠(yuǎn)1000倍的距離，被捕獲的光也表現(xiàn)得像是在2D空間內(nèi)傳播。
研究團(tuán)隊指出，至關(guān)重要的是，在現(xiàn)有的3D波導(dǎo)中，光子總是在波導(dǎo)內(nèi)封閉傳播，但在新系統(tǒng)內(nèi)，玻璃晶體實際上比光子本身更薄，所以光子的一部分在傳播時會從晶體中“溢出”，這使得利用玻璃晶體制造復(fù)雜的設(shè)備變得更加容易，因為光可以用透鏡或棱鏡輕易地移動。此外，光子還可在途中“感受”周圍環(huán)境的信息，科學(xué)家也可使用這些波導(dǎo)在微觀層面上制造傳感器。
研究人員對構(gòu)建非常薄的二維光子電路非常感興趣，未來這些電路可堆疊起來，將更多微小器件集成到芯片同一區(qū)域。 |
