Нанокоаксиальные кабели для внутричиповых соединений, но не только

О том, что современные технологии производства полупроводниковых микросхем позволяют создавать устройства размером 65 нм и даже менее, знают, наверное, все. Однако мало кто задумывается о том, что длина волны, например, видимого света, на порядок больше этой величины, а ведь, как полагают многие аналитики, будущее полупроводниковых технологий — в оптических внутренних соединениях. Распространение света в волноводах с поперечным размером менее длины волны возможно, однако, это означает, что существенная часть энергии электромагнитной волны будет сосредоточена вне волновода, что неминуемо влечет за собой повышенные потери, а при высокой плотности — большой уровень интерференции с соседними волноводами.

Тем не менее, одна из последних разработок в этой области, результаты которой опубликовали ученые группы Якуба Рыбжински (Jakub Rybczynski) и Майка Ноутона (Mike Naughton) из Бостонского колледжа, позволяет создавать наноскопические волноводы и коаксиальные кабели, диаметр которых составляет 200 нм.

В центре таких нанооптоволокон находятся углеродные нанотрубки, играющие роль центрального проводника. Вокруг нанотрубок находятся слои оксида алюминия (поперечное сечение — концентрические круги), выполняющего роль диэлектрика, и слой металла, выполняющего роль внешнего проводника. Расстояние между внутренним и внешним проводником составляет около 100 нм, радиус нанотрубок — десяток-другой нанометров.

По утверждению ученых, поведение такой структуры полностью аналогично поведению коаксиального кабеля, удерживающего электрическую и магнитную составляющую волны внутри себя до длин волн вплоть до 1000 нм. Правда, максимальная дистанция, на которой работает такой «кабель», составляет всего 50 мкм (очевидно, это связано с большими потерями), но этого, в принципе, вполне достаточно для внутричиповых соединений.

Кроме того, вполне возможно, что в будущем такие технологии можно будет использовать для создания оптических коммутаторов, замедляющих распространение света при подаче управляющих электрических импульсов.