一支由莫斯科國立大學(Lomonosov Moscow State University；MSU)和澳洲國立大學(Australian National University)組成的國際研究團隊共同打造出一種基于矽奈米結(jié)構(gòu)的超快速的全光子開關(guān)，能以超高速度傳輸資料，可望進一步發(fā)展成為未來的電腦平臺。

　　大約在三年前，有好幾組研究人員不約而同地發(fā)現(xiàn)了一個重要的作用：矽奈米粒子在可見光譜范圍時存在強共振——即所謂的磁耦共振。這種共振的特性是奈米粒子中的光波在次波長結(jié)構(gòu)上的強定位。雖然這種效應讓研究人員十分感興趣，但根據(jù)該研究的第一作者Maxim Shcherbakov描述，當時并沒有人想到這個新發(fā)現(xiàn)能夠創(chuàng)造出開發(fā)緊密且超快速光子開關(guān)的基礎。

　　在進行等離子相位蝕刻后，澳洲國立大學的研究人員采用電子光束微影技術(shù)來制造這種奈米粒子。這項程序是由該校實習生Alexander Shorokhov完成的。來自莫斯科的Alexander Shorokhov由于取得了總統(tǒng)獎學金出國留學，他在回國時也帶回了部份的研究樣本，讓所有的實驗工作得以繼續(xù)在莫斯科國立大學物理學院的奈米光子與超材料實驗室進行。

　　“在實驗研究中，我的同事Polina Vabishchevich和我一起用一套非線性的光學方法，解決了飛秒(femtosecon，約10-15秒)相關(guān)的光學問題，”Maxim Shcherbakov解釋，“我們采用像MSU開發(fā)計劃中所用的飛秒雷射復合方法。”

　　最終，研究人員們開發(fā)出一種“元件”——直徑約250nm的碟片，能夠以飛秒速率切換光學脈沖。超快速的切換速度能夠為裝置實現(xiàn)每秒數(shù)十與數(shù)百太位元(TB)的資料傳輸與處理。同時，在這樣的速度時下載幾千部高畫質(zhì)(HD)影片也只需要不到1秒的時間。

　　莫斯科國立大學研究人員打造的全光子開關(guān)作業(yè)基礎在于2次飛秒脈沖之間的互動。由于矽結(jié)構(gòu)的磁共振作用，從而實現(xiàn)了這種互動。如果奈米結(jié)構(gòu)中的脈沖同時發(fā)生，由于2個光子相互吸收的效應，使其中一個脈沖與另一個脈沖進行互動后并加以抑制。如果在2次脈沖之間存在100fs的延遲，那么脈沖之間并不會發(fā)生互動，第2個脈沖將會在不進行任何改變的情況下直接傳入奈米結(jié)構(gòu)中。

　　“我們已能開發(fā)出抑制不良自由載子效應的結(jié)構(gòu)了，”Maxim Shcherbakov表示，“自由載子(電子和電洞)嚴重地限制了傳統(tǒng)整合式光子的訊號轉(zhuǎn)換速度。我們的研究象征著通往創(chuàng)新且有效的主動光子元件(包括電晶體、邏輯元件等)之路邁開了重要的一步。我們的研究中所建置的這項技術(shù)特色就在于它可用于矽光子中。不久的將來，我們將進一步在IC中測試這種奈米粒子?！?/p>