Ученые доказали, что медь сможет заменить золото и серебро в фотонных устройствах

Исследователи из Московского физико-технического института впервые экспериментально продемонстрировали, что нанофотонные компоненты на основе меди могут успешно работать в фотонных устройствах — ранее считалось, что необходимыми для этого свойствами обладают только компоненты на основе золота и серебра. Статья была опубликована в журнале Nano Letters.

«Это своего рода революция — использование меди решает одну из главных проблем нанофотоники как таковой», — говорят авторы работы. Ранее считалось, что для создания эффективных фотонных металл-диэлектрических наноструктур могут использоваться только два металла — золото и серебро, в то время как все остальные металлы характеризуются настолько большим поглощением, что не могут быть альтернативой. Однако на практике создавать компоненты на основе золота и серебра не представляется возможным, потому что оба металла практически не вступают в химические реакции, а значит, из них крайне трудно, дорого и в большинстве случаев просто невозможно создавать наноструктуры.

Исследователи из лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ нашли решение этой проблемы. На основании обобщения теории для так называемых плазмонных металлов они еще в 2012 году выяснили, что медь как оптический материал может не только составить конкуренцию золоту, но и превзойти его. В отличие от золота, медь можно довольно легко структурировать, используя жидкостное или плазменное травление, и создавать на ее основе наноразмерные компоненты, которые легко интегрируются в фотонные или электронные интегральные схемы на основе кремния. Физикам удалось подтвердить эту гипотезу.

В результате ученым удалось создать медные чипы, оптические свойства которых ни в чем не уступают золотым аналогам. Авторы работы называют свое достижение «революцией в нанофотонике».