ИСТИНА

Представленный проект посвящен разработке, созданию и многостороннему исследованию резонансных фотонных наноструктур для применения в задачах интегральной высокочастотной ИК фотоники. Возрастающий в последнее время интерес к интегральным оптическим технологиям, вызванный экстенсивным развитием таких областей, как обработка больших массивов данных и связанных с ними дата-центров, высокопроизводительных вычислений, роботизированных систем, автономных автомобилей и искусственного интеллекта является существенным стимулом для развития данной тематики. Ключевой особенностью представленного проекта является использование слабо поглощающих резонансных наноструктур для создания компонентной базы интегральной фотоники. Это позволит не только уменьшить характерный размер элементов на чипе, что в перспективе обеспечит более плотную интеграцию, но и приведет к появлению новых функциональных возможностей. В рамках данной работы будут спроектированы и изготовлены образцы пассивных и активных наноструктур на основе цепочек субволновых резонансных наночастиц из полупроводниковых материалов, причем как монолитных структур III-V типа, так и гибридных гетероструктур из кремния и нитрида кремния, объединенных с активными элементами на основе полупроводников III-V типа. Представленный проект будет реализован в коллаборации между научными группами МГУ им. М.В. Ломоносова и НИЯУ МИФИ, каждая из которых обладает многолетним опытом работы во взаимодополняющих друг друга областях нанофабрикации полупроводниковых микро- и наноструктур и их оптической характеризации, в том числе нелинейной и сверхбыстрой времяразрешающей микроскопии. Результаты проекта могут стать существенным заделом для реализации нового класса интегральных оптических элементов на базе нанофотонных метаустройств для задач высокочастотной интегральной ИК фотоники.

The presented project is devoted to the development, creation and comprehensive research of resonant photonic nanostructures for application in integrated high-frequency IR photonics. In recent years increasing interest in integrated optical technologies, caused by the extensive development of such areas as the large data processing and associated data centers, high-performance computing, robotics systems, autonomous vehicles and artificial intelligence, is a significant stimulus for the development of this topic. A key feature of the presented project is the use of weakly absorbing resonant nanostructures to create a component base of integrated photonics. This will not only reduce the characteristic size of the elements on the chip, which in the long term will provide more dense packaging, but will also lead to the appearance of new functionality. Within the framework of this work, samples of passive and active nanostructures based on chains of subwavelength resonant nanoparticles from semiconductor materials will be designed and fabricated, both monolithic III-V type structures and hybrid heterostructures of silicon and silicon nitride combined with active elements based on III -V semiconductors. The presented project will be realized in the collaboration between the scientific groups of Lomonosov Moscow State University and National Research Nuclear University MEPhI, each of which has many years of experience in mutually complementary areas of nanofabrication of semiconductor micro- and nanostructures and their optical characterization, including nonlinear and ultrafast time-resolved microscopy. The results of the project can be an important step in the implementation of a novel class of integrated optical elements based on nanophotonic meta-devices for high-frequency integrated infrared photonics.