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迄今最薄芯片级光线路2D波导面世

时间：2023-08-15 06:26:43     来源：科技日报


【资料图】

科技日报记者 刘霞

美国芝加哥大学科学家在最新一期《科学》杂志上发表论文称，他们研制出迄今最薄的芯片级光线路——二维（2D）波导。这款只有几个原子厚的玻璃晶体可捕获和携带光，而且效率惊人，可将光传播长达一厘米的距离，在光基计算领域，这是非常遥远的距离，有望为新技术开辟道路。

芝加哥大学科学家开发出一种只有几个原子厚度的玻璃晶体，可以捕获和携带光。图为研究人员拿着这种材料。图片来源：Jean Lachat/物理学家组织网

将光从一个地方引导到另一个地方是现代通信世界的支柱。在海底和大陆之间，光纤电缆传输的光对从视频到银行转账交易在内的所有内容进行编码，所有这些都在头发丝粗细的股线内进行。

为使这些股线变得更纤薄，甚至是2D的，研究团队发明了一种新的2D波导。它是由二硫化钼制成的玻璃晶体。这款超薄2D晶体不仅能容纳能量，而且能将能量传递到比现有类似系统远1000倍的距离，被捕获的光也表现得像是在2D空间内传播。

研究团队指出，至关重要的是，在现有的3D波导中，光子总是在波导内封闭传播，但在新系统内，玻璃晶体实际上比光子本身更薄，所以光子的一部分在传播时会从晶体中“溢出”，这使得利用玻璃晶体制造复杂的设备变得更加容易，因为光可以用透镜或棱镜轻易地移动。此外，光子还可在途中“感受”周围环境的信息，科学家也可使用这些波导在微观层面上制造传感器。

研究人员对构建非常薄的二维光子电路非常感兴趣，未来这些电路可堆叠起来，将更多微小器件集成到芯片同一区域。

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