ИСТИНА

Проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы создания нанокомпозитных полимерных матриц с нелинейными оптическими свойствами для волноводных устройств фотоники. Стремительное развитие фотоники предполагает создание базы функциональных устройств, обладающих высоким быстродействием и энергоэффективностью, которые смогут заменить существующие электронные элементы и интегральные схемы на их основе. Это позволит создать вычислительные комплексы с увеличенной на порядки производительностью на принципиально новой технологии, где основным объектом обработки и передачи информации будет являться не электрон, а фотон. Одним из ключевых типов устройств обработки информации является переключатель. Создание полностью оптического переключателя, способного работать на сверхкоротких субпикосекундных интервалах времени, является актуальной задачей фотоники на сегодняшний день. В ряде работ было показано, что на поверхности одномерного фотонного кристалла можно изготовить волновод, который представляет собой полоску полимера высотой от десятков до сотен нанометров и шириной соизмеримой с длиной волны. В таком волноводе распространяются поверхностные электромагнитные волны (ПЭВ), которые обладают малым затуханием, так как распространяются в диэлектрической среде. Кроме того, ПЭВ обладают высокой чувствительностью к изменению показателя преломления волноводной структуры. Чтобы добиться значительного изменения показателя преломления структуры на субпикосекундных интервалах времени необходимо в качестве материалов для изготовления устройств фотоники использовать среды с высокими нелинейно-оптическими свойствами. Существующие полимерные материалы для волноводных структур обладают рядом преимуществ: хорошими механическими и оптическими свойствами, химической и температурной стабильностью. Однако, они обладают очень слабой нелинейностью третьего порядка, что не позволяет сконструировать из них оптические переключатели. Выходом из этой ситуации является разработка и создание нанокомпозитных полимерных матриц, в которые добавлено нелинейно-оптическое вещество, например, квантовые точки или полупроводниковые наночастицы. Следует отметить, что полупроводниковые наночастицы отличаются от квантовых точек большим, чем боровский радиус экситона для данного материала, размером. В этом случае данное вещество придаст полимеру нелинейно-оптические свойства, при этом основные компоненты полимера обеспечат необходимую механическую стабильность. Основным результатом исполнения проекта является разработка и создание нанокомпозитных полимеров с высокими нелинейно-оптическими свойствами и использование данных нанокомпозитов в качестве основы устройств фотоники, способных осуществлять оптическое переключение на сверхмалых интервалах времени.