Докладчик: Алексей Валерьевич Прохоров, к.ф.-м.н, доцент; доцент кафедры физики и прикладной математики Владимирского государственного университета им. А.Г. и Н.Г. Столетовых (ВлГУ); научный руководитель ООО ДиПи Плазмоник (г. Владимир)

Дата: 09 April 2019

Время: 17:00

Место: Большой конференц-зал ЦКП МГУ

Презентация к докладу: "Автоматизированное проектирование опто-плазмонных схем, предназначенных для обработки информации классическими и квантовыми методами"

Проектирование интегральных схем нового поколения, предназначенных для высокоэффективной обработки информации как классическими, так и квантовыми методами, представляет нетривиальную задачу. Это обусловлено, с одной стороны, желанием сохранить достигнутую степень миниатюризации транзистора с учетом уже внедрённых техпроцессов. С другой – стремлением существенно нарастить задающую частоту процессора путем использования в качестве носителей информации пространственно локализованных состояний электромагнитного поля на близких к оптическим частотах. Вместе с тем, уже созданные электронно-оптические схемы характеризуются медленным управлением, чисто оптические схемы требуют гигантских нелинейностей для реализации свет-свет взаимодействий.

Использование возникающих на границе раздела проводник/диэлектрик поверхностных электромагнитных волн – поверхностных плазмон-поляритонов (ППП) – рассматривается как предпочтительная альтернатива. Так как ППП обладают оптическими частотами и возможностью локализации в пределах десятков нанометров, с их помощью удается добиться требуемых нелинейностей на наномасштабе.

Однако, недостатком ППП является малая длина распространения в известных средах, что ограничивает возможность выполнения алгоритмов с ними. В настоящей работе обсуждаются вопросы создания цифровой платформы для проектирования гибридных опто-плазмонных схем обработки информации. За основу проектирования выбраны такие перспективные материалы как графен, допированный графен, нитрид бора, и др., ожидаемое достижение высокотемпературной сверхпроводимости для которых способно решить проблему затухания ППП. В качестве центров обработки информации выбраны полупроводниковые без- и оболочечные квантовые точки (КТ) на основе соединений A3B5 и A2B6.

Использование размерных эффектов, т.е. зависимости частот и дипольных моментов межуровневых переходов от размера и формы КТ позволяет спроектировать логические элементы и триггеры, соответствующие различным схемам ППП-КТ взаимодействия. В качестве примера, показана возможность проектирования и численного моделирования работы полностью плазмонного переключателя для ППП мод (режим классического поля) на основе графенового волновода с интегрированным в него штырьевым нанорезонатором, загруженным полупроводниковой InN/GaNКТ. В основу устройства положено использование сильного нелинейного взаимодействия между плазмон-поляритонными модами в условиях лестничной схемы межуровневых переходов в КТ.

В качестве развития темы показана возможность реализации двухкубитных квантовых логических элементов в нанорезонаторе с КТ, возбуждаемых одноквантовыми ППП-импульсами. Предложен способ управления типом квантового преобразования путем вращения угла поляризации пары ППП мод,предварительно стимулирующих КТ и инициализирующих ее начальное состояние.

Дата