Исследователи НИТУ МИСИС, МИЭТ, МПГУ, НПК «Технологический центр», ВШЭ и РКЦ сравнили пять составов на основе германия, сурьмы и теллура. Задача — понять, какие из них лучше подходят для управления светом прямо внутри фотонного чипа, где информацию переносит свет, а не электрический ток.
Такие соединения называют фазопеременными: они умеют менять внутреннюю структуру. Под действием короткого лазерного импульса материал переходит из кристаллического, упорядоченного состояния в аморфное, неупорядоченное, и обратно. В этих двух состояниях у него сильно различается показатель преломления, то есть свет проходит через него по-разному. После импульса материал остаётся в новом состоянии, и записанное хранится без постоянной подачи энергии. Так получается ячейка памяти, которой управляют светом.
Чтобы сравнение было честным, все пять составов нанесли на одинаковые волноводы из нитрида кремния (каналы, по которым свет идёт внутри чипа). Конструкция устройства не менялась, и разница в результатах зависела только от самого материала.
Составы оценивали сразу по трём признакам: насколько сильно меняется сигнал, как быстро происходит переключение и какого размера нужна ячейка материала на волноводе. По словам инженера-исследователя лаборатории фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС Алексея Проходцова, по одному показателю материал выбирать нельзя: важно учитывать все три. Работа показала, что состав напрямую влияет на то, насколько материал пригоден для управления светом на чипе.
Результаты опубликованы в журнале Materials Science in Semiconductor Processing. Пока это лабораторный эксперимент: следующим шагом авторы называют проверку долговечности, стабильности работы и сохранности записанного состояния. В перспективе такие материалы могут пригодиться для фотонных вычислений и устройств, которые хранят и обрабатывают информацию с помощью света.
