Физики из Калифорнийского университета в Сан-Диего построили наноразмерное устройство из серебряных кристаллов, которое может генерировать свет благодаря эффекту квантового туннелирования электронов сквозь тонкий барьер.
Данный проект приближает исследователей к созданию крошечных источников света для высокочастотной, оптической обработки информации и прочих решений для чипов. Устройство представляет собой светящуюся наноструктуру, состоящую из двух кристаллов серебра, к которым подключены электроды. Между ними находится полимерный барьер толщиной 1,5 нм.
Под действием напряжения электроны стараются попасть из одного кубика серебра к другому, но им мешает препятствие, которое они не могут преодолеть обычным способом. Поэтому они вынуждены телепортироваться, чтобы продолжить движение. В процессе перемещения они теряют часть своей энергии, создавая фотоны или фононы. Этот эффект называется туннелированием.
В существующем варианте устройства успешно туннелирует только небольшая часть электронов (примерно 2%). Низкая эффективность пока не позволяет использовать его для практических целей. Однако ученые смогли улучшить первоначальный результат в сотни раз и продолжают экспериментировать с материалами и формами для усиления излучения.
Напомним, что нейронные сети перейдут на оптические чипы.
текст: Иван Маличенко, фото: ISO Republic, Haoliang Qian/Nature Photonics