Российские физики превратили плазмоны в управляющих большими данными
Российские ученые использовали цепочки из наночастиц нитрида титана для создания управляющих оптических элементов на основе плазмонного резонанса. Такие системы могут найти широкое применение в линиях оптоволоконной связи — и в плазмонных компьютерах будущего. О своей ученые сообщают в статье, опубликованной журналом Photonics and Nanostructures — Fundamentals and Applications. При движении излучения по волноводу создаваемое им электромагнитное поле смещает электроны в проводящем материале. При определенной частоте оно может резонировать с собственной плазменной частотой проводника и создавать резкое локальное усиление электромагнитного поля, которое распространяется как волна колебаний квазичастиц — плазмонов. Использование плазмонного резонанса считается перспективным направлением развития электроники и связи: такие проводники тоньше традиционных и способны поддерживать более высокие частоты работы. Сегодня подобные системы позволяют создавать более точные сенсоры и инструменты спектрального анализа. Плазмоника может применяться и для управляющих элементов в системах телекоммуникаций — узкий резонанс обеспечивает эффективное фильтрование сигнала строго определенной частоты или отражение помех. Как правило, для реализации этой функции рассматривают наночастицы золота или серебра, однако ученые из Сибирского федерального университета и других вузов России и Швеции обратились к намного более дешевому нитриду титана (TiN). Авторы вызвали поверхностный плазмонный резонанс в линейных цепочках из наночастиц TiN и показали, что это свойство сохраняется в материале и при нагреве до высоких температур — такие условия вполне обычны на практике, однако в золоте и серебре при этом снижаются рабочие характеристики. Кроме того, ученые продемонстрировали, что при использовании наночастиц вытянутой формы их ориентацию в цепочке можно контролировать и за счет этого менять частоту резонанса в диапазоне от видимого до инфракрасного. Все это делает TiN крайне перспективным материалом для создания управляющих элементов в оптоволоконных сетях связи.
