RU   EN   FR   CN   DE  
Нашли ошибку на странице?
13.08.2019 17:01
Категория: События, Партнерские связи, Опорный вуз, Стратегические проекты
Автор: отдел по связям с общественностью

Физики пропустили свет через плоскость самого тонкого в мире кристалла-полупроводника

В международной группе исследователей работал и молодой ученый ВлГУ, выпускник нашего университета Евгений Седов.


 

Пресс-служба СПбГУ сообщила, что коллектив российских и зарубежных ученых изучил, как в плоскости самого тонкого в мире полупроводникового кристалла распространяются фотоны. Распределение поляризации света в пространстве оказалось похоже на трехцветного рапана (морской брюхоногий моллюск). Результаты работы физиков открывают путь к созданию одноатомных оптических транзисторов — компонентов для квантовых компьютеров, потенциально способных проводить вычисления со скоростью света.

 

Ознакомиться с результатами исследования можно в журнале Nature Nanotechnology (английский язык).

 

В каждой современной микросхеме, спрятанной внутри ноутбука или смартфона, поясняет пресс-служба СПбГУ, можно увидеть транзисторы — небольшие полупроводниковые приборы, управляющие протеканием электрического тока, то есть потоком электронов. Если заменить электроны на фотоны (элементарные частицы света), то перед учеными откроется перспектива создания новых вычислительных систем, способных обрабатывать огромные потоки информации со скоростью, близкой к скорости света. Именно фотоны сегодня считаются лучшими претендентами на роль «передатчиков» информации в квантовых компьютерах — все еще гипотетических вычислительных машинах, живущих по законам квантового мира и способных решать некоторые задачи эффективнее самых мощных суперкомпьютеров.


Хотя никаких физических ограничений для создания квантовых компьютеров нет, все же ученые до сих пор не выбрали, какая же материальная форма станет самой удобной и эффективной для реализации идеи квантового компьютера. Например, как будут работать транзисторы в такой вычислительной машине? Над решением задачи работал международный коллектив ученых из России, США, Франции, Великобритании и Китая, в том числе представитель ВлГУ - выпускник кафедры физики и прикладной математики ВлГУ Евгений Седов. 


Физики изучили распространение света в двумерном кристаллическом слое диселенида молибдена (MoSe2) толщиной всего в один атом — это самый тонкий в мире полупроводниковый кристалл. Исследователи выяснили, что поляризация света, распространяющегося в сверхтонком кристаллическом слое, зависит от направления распространения света. Это явление обусловлено эффектами спин-орбитального взаимодействия в кристалле. Кстати, график, показывающий пространственное распределение поляризации света, отметили ученые, получился довольно необычным — он напоминает разноцветного морского рапана.

 

Сверхтонкие кристаллы диселенида молибдена для экспериментов синтезировали в лаборатории профессора Свена Хефлинга в Вюрцбургском университете — одной из лучших лабораторий роста кристаллов в Европе. Измерения проводились как в Вюрцбурге, так и в Санкт-Петербурге — под руководством профессора СПбГУ и Университета Вестлейк (Ханчжоу, Китай) Алексея Кавокина. 

 

«Я предвижу, что уже в недалеком будущем двумерные моноатомные кристаллы будут применяться для передачи информации в квантовых устройствах, — рассказал Алексей Кавокин. — То, что классические компьютеры и суперкомпьютеры делают очень долго, квантовое вычислительное устройство будет делать очень быстро. В этом и заключается огромная опасность квантовых технологий, сравнимая с опасностью атомной бомбы: с их помощью можно будет, к примеру, очень быстро взламывать банковские системы защиты. Вот почему сегодня идет интенсивная работа в том числе над созданием средств защиты квантовых устройств — квантовой криптографии. И наша работа вносит вклад в копилку полупроводниковых квантовых технологий».


К тому же, как отметил ученый, исследование стало важным шагом в изучении светоиндуцированной (то есть появляющейся при наличии света) сверхпроводимости — явлении, когда материалы, пропускающие электрический ток, обладают нулевым сопротивлением.

 

Алексей Кавокин  частый гость во Владимирском госуниверситете: он участвует в конференциях, читает открытые лекции, последняя как раз и была посвящена квантовой криптографии. Алексей Витальевич высоко оценил научную школу ВлГУ по физике и фотонике и ее воспитанников. Сегодня в его научной группе работает три постдока из ВлГУ: Стелла Кутровская, Евгений Седов, Игорь Честнов. Они выполняют основные работы по программе центра физики жидкого света.