Ученые из Университета Питтсбурга создали наноразмерный датчик света, который может объединяться с электронными схемами почти атомных размеров. Это позволит создать гибридные оптические и электронные устройства с новыми функциями. Об этой разработке, которая решает одну из самых сложных задач нанотехнологии, команда исследователей сообщила на страницах Nature Photonics.

Группа ученых во главе с профессором физики и астрономии Джереми Леви (Jeremy Levy), создала фотонные устройства размером менее четырех нанометров, что позволяет осуществлять фотонное взаимодействие с такими малыми объектами, как одиночные молекулы и квантовые точки. Крошечное устройство может настраиваться и менять чувствительность к различным цветам в видимой области спектра, что позволит отказаться от использования отдельных светофильтров, которые обычно требуются другим датчикам.

Рис. 1. Фототок в датчике света возникает в зазоре между двумя нанопроводниками (черные линии).

Исследователи разработали фотонные устройства на базе собственного изобретения: перезаписываемых платформ для наноэлектроники. Эта технология, представленная публике в марте 2008 года, осуществляет трансформацию кристалла оксида между состояниями проводника или диэлектрика. С помощью атомно-силового микроскопа и положительного напряжения можно создать проводники всего в несколько нанометров. Они образуются на границе двух диэлектриков: 1,2-нм слоя алюмината лантана, выращенного на подложке из титаната стронция. Созданные нанопроводники могут быть «стерты» с подложки с помощью напряжения обратной полярности.

В феврале 2009 года, Джереми Леви сообщил, что его перезаписываемая платформа может использоваться для создания устройств с высокой плотностью памяти, а также транзисторов под названием SketchFET размером всего 2 нанометра.

В своем новом проекте Леви и его коллеги продемонстрировали надежный метод для включения в эти элетронные схемы механизма светочувствительности с использованием тех же методов и материалов. Фотонные устройства для генерации, управления или обнаружения световых волн могут найти широкое применение, например при создании квантовых компьютеров.

Свет – идеальный инструмент для работы с наноразмерными объектами, но интеграция фотонных устройств на основе полупроводниковых нанопроводов и нанотрубок с другими электронными элементами всегда была проблемой. Новая технология откроет большие возможности для производства устройств, которые имеют оптические свойства в наномасштабе и передают собранную информацию в электронной форме.

По материалам: