В России разработают нанолазеры для «фотонного мозга»

Учёные МФТИ начали работу над созданием новых поляритонных нанолазеров, которые могут стать основой для «фотонного мозга». Этот проект открывает широкие возможности для создания нейроморфных систем и улучшения энергоэффективности в фотонике. Совместно с коллегами из Алфёровского университета, исследователи хотят объединить два подхода — плазмонный и поляритонный лазеры.

Это поможет существенно улучшить технологии наноразмерной когерентной фотоники, используемой в таких областях, как связь, вычисления и сенсорика.

Поляритонные лазеры работают на основе экситонных поляритонов — частиц, обладающих свойствами как света, так и материи. В отличие от других лазеров, поляритонные не требуют высокой энергии для запуска и могут работать при комнатной температуре. Эти лазеры будут работать по принципу бозонной конденсации, похожей на процесс в охлаждённых газах, но с возможностью функционирования при более высоких температурах. По мнению учёных, объединение этих двух технологий позволит значительно повысить энергоэффективность и решить важные проблемы в фотонике.

Проект, рассчитанный на три года, включает несколько ключевых этапов. На первом учёные создадут физическую модель и первые образцы поляритонных нанолазеров. На втором этапе будет исследован режим сильной связи света и вещества, а на завершающем этапе — поляритонные эффекты, бозонное усиление рассеяния и бозонная конденсация. Важно, что ключевую роль в этом процессе сыграют двумерные полупроводники, такие как моноатомные слои дихалькогенидов переходных металлов, которые обеспечивают сильную связь света с веществом при комнатной температуре.