Фотонные интегральные схемы представляют собой микрочипы, где ключевой задачей остаётся преобразование оптических сигналов в электрические. Разработка доступных, высокоскоростных и точных детекторов становится важным шагом в развитии этой отрасли. Учёные из НИТУ МИСИС совместно с исследователями НИУ ВШЭ, Сколтеха и МПГУ представили инновационный болометр на основе углеродных нанотрубок, способный совершить революцию в микроэлектронике.
Рекордная скорость и компактность
Новый детектор демонстрирует частоту работы до 1 ГГц, что в 100 миллионов раз превышает показатели предыдущих аналогов. Это открывает возможности для мгновенной обработки данных в фотонных схемах на основе нитрида кремния. «Наша технология нанесения нанотрубок на чипы решает проблему совместимости компонентов, позволяя создавать миниатюрные и экономичные устройства», — отметил Вадим Ковалюк, руководитель лаборатории НИТУ МИСИС.
Упрощение производства
Традиционные методы изготовления болометров требуют сложных процессов, таких как химическое осаждение или выращивание кристаллов. Использование одностенных нанотрубок кардинально меняет подход: сухой перенос позволяет наносить равномерные покрытия без применения жидкостей или дорогостоящих реагентов. Это значительно сокращает время и ресурсы на производство.
Универсальность и адаптивность
Плёнки из нанотрубок обладают уникальной способностью интегрироваться с различными материалами, включая гибкие и прозрачные подложки для мобильных устройств и экологических сенсоров. Регулируя параметры роста трубок, можно оптимизировать покрытие для конкретных задач — от улучшения электропроводности до точного поглощения волн нужного диапазона.
Преодоление физических ограничений
«Мы нашли способ обойти классический компромисс между чувствительностью и быстродействием, — объяснил Павел Ан из МПГУ. — Использование полупроводниковых усилителей компенсирует снижение чувствительности, сохраняя рекордную скорость. А благодаря сухому переносу достигается почти 100% поглощение света даже в компактных чипах».
Будущее микроэлектроники
Выдающиеся свойства нанотрубок — сочетание электропроводности, теплопередачи и малой теплоёмкости — делают их идеальным материалом для сверхбыстрых систем. Это достижение прокладывает путь к созданию оптических нейросетей, энергоэффективных процессоров и телекоммуникационных решений следующего поколения. Исследование поддержано грантами ведущих научных фондов страны, подтверждая его стратегическую значимость для технологического прогресса.
Источник: naked-science.ru
