Анизотропные наноматериалы для элементной базы нанофотоники и оптоэлектроники

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-29-01192

НазваниеАнизотропные наноматериалы для элементной базы нанофотоники и оптоэлектроники

Руководитель Грудинин Дмитрий Викторович,

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" , г Москва

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-710 - Новые материалы для наноэлектронных приборов

Ключевые слова Дихалькогениды переходных металлов, оптическая анизотропия, интегральная схема, спектроскопическая эллипсометрия, показатель преломления, дифракционный предел, компактные волноводы, слоистые материалы

Код ГРНТИ29.19.22

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Для увеличения скорости принятия и передачи информации в компьютерах активно разрабатываются технологические процессы с целью уменьшения электронных компонент. Текущий рекорд составляет 5 нм-разрешение. Между тем дальнейшее развитие ограничено технологическими трудностями, связанными с оптической литографией и переходом на рентгеновскую литографию, а также с межсоединениями на субнанометровом масштабе и квантовыми эффектами. Альтернативный подход - это использование интегральных схем, основанные на сочетании фотонных и электронных процессов. Действительно, огромная скорость фотона в сравнении с электроном (более, чем в 300 раз) позволяет значительно увеличить скорость распространения информации в интегральных схемах. Тем не менее основной проблемой таких платформ является наномасштабирование, которое в фотонных устройствах определяется дифракционным пределом. Этот фундаментальный предел ограничивает степень локализации света, которая лимитирована половиной длиной волны света. Оказывается, что данное ограничение справедливо только в случае изотропных материалов, используемых сейчас, а новый класс слоистых материалов, например, дихалькогениды переходных металлов, с легкостью преодолевают дифракционный предел благодаря своей гигантской оптической анизотропии. Таким образом, изучение и использование данных материалов в интегральных схемах открывает совершенно новые возможности для информационных технологий. Для их реализации предлагается создание волноводных структур для передачи оптического сигнала. В ходе решения задачи будут детально изучены анизотропные свойства широкого класса материалов, дихалькогениды переходных металлов, современными экспериментальными и теоретическими методиками, в том числе спектроскопическая эллипсометрия и ближнепольная микроскопия, а также расчетами при помощи эволюционного алгоритма USPEX. Полученные оптические свойства позволят рассчитать и создать волноводы с рекордной локализацией света для эффективной передачи и приема данных.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Ермолаев Г., Грудинин Д., Воронин К., Вишневый А., Арсенин А., Волков В. Van Der Waals Materials for Subdiffractional Light Guidance Photonics, номер 744, том 9, выпуск 10, страницы 1-6 (год публикации - 2022)
10.3390/photonics9100744

2. Грудинин Д.В., Матвеева О.Г., Ермолаев Г.А., Вишнёвый А.А., Арсенин А.В., Волков В.С. Reduction in Crosstalk between Integrated Anisotropic Optical Waveguides Photonics, Photonics. 2023; 10(1):59. (год публикации - 2023)
10.3390/photonics10010059

3. Ермолаев Г.А., Высланко И.С., Целин А.П., Татмышевский М.К., Славич А.С., Якубовский Д.И., Миронов М.К., Мазитов А.Б., Эгбали А., Панова Д.А., Романов Р.И., Маркеев А.М., Круглов И.А., Новиков С.М., Вишнёвый А.А., Арсенин А.В., Волков В.С. Broadband Optical Properties of Bi2Se3 Nanomaterials, Nanomaterials 2023, 13, 1460 (год публикации - 2023)
10.3390/nano13091460

4. Ушков А.А., Ермолаев Г.А., Вишневый А.А., Баранов Д.Г., Арсенин А.В., Волков В.С. Anapole states and scattering deflection effects in anisotropic van der Waals nanoparticles Physical Review B, номер 195302, Том 106, выпуск 19, страницы 1-8 (год публикации - 2022)
10.1103/PhysRevB.106.195302

Публикации