Marie Rousseau Jusqu’à récemment, il était largement admis parmi les physiciens qu’il était difficult de comprimer la lumière en dessous de la limite dite de diffraction, sauf en utilisant des nanoparticules métalliques, qui malheureusement absorbent également la lumière. Il semblait donc unachievable de comprimer fortement la lumière dans des matériaux diélectriques comme le silicium, qui sont des matériaux clés dans les systems de l’information et présentent l’avantage crucial de ne pas absorber la lumière. Fait intéressant. Pourtant, personne n’a réussi à le montrer dans le monde réel, simplement parce que cela nécessite une nanotechnologie si avancée que personne n’a été en mesure de construire les nanostructures diélectriques nécessaires jusqu’à présent.
Une équipe de recherche du DTU a conçu et construit avec succès une structure. qui concentre la lumière dans un volume 12 fois inférieur à la limite de diffraction. Le résultat est révolutionnaire dans la recherche optique et vient d’être publié dans Character Communications.
“Bien que les calculs informatiques montrent que vous pouvez concentrer la lumière en un issue infiniment petit. Les résultats réels sont limités par la façon dont de petits détails peuvent être faits, par exemple, sur une puce”, explique Marcus Albrechtsen, doctorant. chez DTU Electro et leading auteur du nouvel article.
Ensuitedans une nanocavité optique – que nous avons également pu construire. dans le laboratoire.”
Des endeavours interdisciplinaires et d’excellentes méthodes
« Il a fallu un grand exertion conjoint pour réaliser cette percée. Cela n’a été feasible que parce que nous avons réussi à combiner la recherche de pointe mondiale de plusieurs groupes de recherche au DTU », déclare le professeur agrégé Søren Stobbe, qui a dirigé les travaux de recherche.
Percée importante pour la technologie économe en énergie
Cette découverte pourrait être décisive pour le développement de nouvelles systems révolutionnaires susceptibles de réduire la quantité de composants énergivores dans les centres de données, les ordinateurs, les téléphones, etc.
La consommation d’énergie des ordinateurs et des centres de données proceed de croître, et il existe un besoin pour des architectures de puces additionally durables qui consomment moins d’énergie. Ceci peut être réalisé en remplaçant les circuits électriques par des composants optiques. La vision des chercheurs est d’utiliser la même division du travail entre la lumière et les électrons utilisée pour Online, où la lumière est utilisée pour la conversation et l’électronique pour le traitement des données. La seule différence est que les deux fonctionnalités doivent être intégrées dans la même puce, ce qui nécessite que la lumière soit compressée à la même taille que les composants électroniques. La percée de DTU montre que c’est, en fait, attainable.
par exemple, les nanolasers pour les connexions optiques dans les centres de données et les futurs ordinateurs – mais il reste encore un extensive chemin à parcourir”, déclare Marcus Albrechtsen.
Les chercheurs vont maintenant travailler davantage et affiner les méthodes et les matériaux pour trouver la answer optimale.
déclare Søren Stobbe, qui a récemment reçu une subvention Consolidator du Conseil européen de la recherche de 2 hundreds of thousands d’euros pour le développement d’un tout nouveau kind de resource lumineuse basée sur les nouvelles cavités.
Arrière prepare
La limite de diffraction
La théorie de la limite de diffraction décrit que la lumière ne peut pas être focalisée sur un volume inférieur à la moitié de la longueur d’onde dans un système optique – par exemple.
Cependant, les nanostructures peuvent être constituées d’éléments beaucoup furthermore petits que la longueur d’onde, ce qui signifie que la limite de diffraction n’est furthermore une limite fondamentale. en particulier. par conséquent, la qualité de la nanofabrication.
Lorsque la lumière est compressée, elle devient plus extreme, améliorant les interactions entre la lumière et les matériaux tels que les atomes, les molécules et les matériaux 2D.
Matériaux diélectriques
Les matériaux diélectriques sont électriquement isolants. Le verre, le caoutchouc et le plastique sont des exemples de matériaux diélectriques, et ils contrastent avec les métaux, qui sont électriquement conducteurs.
La recherche a été menée au DTU dans les départements DTU Electro. dirigé par le professeur Jesper Mørk.
