Скорость развития электронных устройств, растущие объёмы информации и все более высокие требования систем вынуждают производителей чипов искать способы повышения производительности этих важнейших элементов архитектуры любого электронного устройства.
Патент: 2613808. Авторы: Игорь Нечепуренко, Александр Дорофеенко, Алексей Виноградов, Сергей Никитов. Патентообладатель: РФ, от имени которой выступает Фонд Перспективных исследований.
В современной физике есть такая частица или, точнее, квазичастица «плазмон», открытая в 1952г. Она представляет собой квант коллективных колебаний свободного электронного газа вокруг тяжёлых ионов. Сегодня плазмоны всерьез изучают как средство передачи информации в компьютерных чипах. Дело в том, что провода для плазмонов могут быть в разы тоньше, чем обычные, и могут поддерживать намного более высокие частоты - в режиме 100 терагерц, в то время как обычные уже при 10 гигагерцах - величине в 10 000 раз меньше - несут потери.
Основным препятствием для практического применения плазмонов в процессорах являются потери в металлических плёнках - слоях чипа. Решить эту проблему помогает использование активных сред. При достаточно интенсивной накачке усиление плазмонов может перейти в безызлучательную генерацию когерентных или, проще говоря, связанных плазмонов с получением нового функционального элемента квантовой плазмоники - плазмонного нанолазера, который называют спазером. Первый действующий спазер был создан меньше 10 лет назад - в 2009г. Именно спазер генерирует плазмоны, которые будут передавать информацию.
Изобретение российских учёных описывает генератор плазмонных импульсов терагерцовой частоты. В нём активная среда спазера помещена в резонансную структуру, образованную в тонкой плёнке металла. Резонансная структура выполнена в виде канала со скруглённым дном, в котором размещена активная среда в виде квантовых точек, а средство накачки - в виде источника ультрафиолетового излучения. Одна часть квантовых точек при этом открыта к излучению, а другая - экранирована. Технический результат изобретения обеспечивает возможность создания генераторов оптических плазмонных импульсов с терагерцовой частотой, которые могут быть интегрированы в плазмонные схемы. Фактически, изобретение позволяет создавать схемы для процессоров, производительность которых на порядки - в десятки тысяч раз - превосходит производительность современных кремниевых устройств.
Подробности изобретения - в опубликованном патенте.
Источник и фото: Роспатент
