Компьютерра - Журнал Компьютерра №752

Международной команде физиков из университетов Германии, США и Кореи, координируемой из Университета Карла фон Осецкого в Ольденбурге, впервые удалось скрестить поверхностные плазмоны-поляритоны металла и экситоны полупроводника. Новая гибридная наноструктура может стать прототипом ряда компонентов компьютерных чипов будущего.Распространяющиеся по поверхности металлов плазмоны-поляритоны в последние годы стали популярным предметом изучения во многих научных лабораториях. Они представляют собой коллективные возбуждения электромагнитного поля и электронной плазмы металла. Плазмоны-поляритоны могут переносить информацию, как и фотоны, но их длина существенно меньше, чем у электромагнитных волн света той же частоты. Поэтому поверхностные плазмоны легче, нежели фотоны, вместить в ограниченное пространство чипов. С их помощью ученые надеются решить проблему передачи информации внутри чипов, с которой уже с трудом справляются электроны.

Беда в том, что пока плазмоны-поляритоны живут лишь несколько десятков фемтосекунд, а затем либо превращаются в фотоны и покидают поверхность металла, либо деградируют в тепловые колебания атомов. Их жизнь надо как-то продлить, и один из возможных способов - постоянно "подпитывать" их фотонами, испускаемыми специально соединенным с металлом полупроводником. Эти фотоны возникают при аннигиляции экситонов - похожих на атомы связанных пар из электрона и дырки в полупроводнике. Другими словами, надо постараться впрячь плазмоны-поляритоны и экситоны в одну упряжку.

Чтобы это сделать, ученые расположили на тонком (10 нм) слое полупроводника арсенида галлия несколько параллельных золотых полосок шириной 360 нм с зазором 140 нм между ними. Поверхностные плазмоны-поляритоны на золоте возбуждали светом инфракрасного лазера (810 нм) так, чтобы их частота совпала с экситонным резонансом в арсениде галлия. По спектрам поглощения лазера наблюдали сдвиг и уширение экситонного резонанса, что свидетельствовало о сильном радиационном взаимодействии поверхностных плазмонов и экситонов.

Экспериментаторы разработали физическую модель нового явления и определили характерное время превращения поверхностного плазмона-поляритона в экситон и обратно. Оно составило 250 фемтосекунд, но за счет оптимизации геометрии устройства это время может быть уменьшено в несколько раз. Устройство можно использовать и для подстройки и увеличения испускаемого излучения полупроводниковыми структурами, и для усиления плазмонов-поляритонов, если порождать экситоны в полупроводнике отдельным лазером или электрическим током. Во всяком случае, уже ясно, что новые гибридные наноструктуры без дела не останутся. ГА

Астрономы из Йельского университета пришли к заключению, что даже сверхмассивные черные дыры не могут расти бесконечно. Это особенно любопытно, если вспомнить, что недавно был обнаружен нижний предел массы галактик (см. "КТ" #749).

Вывод ученых основывается на анализе множества наблюдений в рентгеновском и видимом диапазоне электромагнитного спектра за центрами гигантских эллиптических галактик в огромных галактических кластерах. Именно там, по современным представлениям, должны располагаться самые крупные черные дыры. Получилось, что масса предельно большой черной дыры не может превышать примерно десяти миллиардов масс Солнца. Даже крупная черная дыра в центре нашей собственной галактики - Млечного пути - примерно в тысячу раз меньше.

Почему на рост черной дыры накладываются ограничения, пока не понятно. Дыра постоянно наращивает свою массу, поглощая окружающее вещество - облака газа и пыли, звезды и другие объекты. И хотя часть поглощаемой энергии неизбежно излучается в пространство разогретым в процессе падения в дыру веществом, казалось бы, ничто не мешает дыре толстеть все больше и больше. Но, видимо, существует механизм, ограничивающий рост черных дыр. Рано или поздно из окрестностей черной дыры начинает излучаться энергии не меньше, чем падает на нее вещества, что останавливает дальнейший рост. Детали этого механизма пока не ясны, но очевидно, что он играет ключевую роль в процессе формирования сверхмассивных черных дыр и окружающих их галактик. ГА

В середине сентября в Смольном соборе (Санкт-Петер-бург) прошла выставка Canon Forte. Любителям воочию сравнивать товары одной категории, но разных производителей делать там было нечего: на всех экспонатах красовался один брэнд.