Разработана новая технология изготовления микрорезонаторов на пористом кремнии

Оптические микрорезонаторы на пористом кремнии давно привлекают внимание как «дешёвая платформа» для будущей фотоники: их можно травить прямо в кремниевых пластинах, настраивая структуру слоёв за счёт режимов электрохимического травления. Но до сих пор этот подход упирался в физический потолок: слишком много технологических параметров и слишком низкая добротность — свет слишком быстро «утекал» из резонатора. Разработка Центра «Нано-Фотон» НИЯУ МИФИ фактически предлагает новый стандарт проектирования таких структур.

Исследователи отказались от подхода «делаем — смотрим, что получилось» и перешли к инженерии, основанной на моделях. Сперва с помощью расчётов подбирается комбинация пористости и геометрии, в которой поле максимально локализуется внутри микрорезонатора. Затем под эти параметры настраивают электрохимическое травление и проверяют, насколько реальный образец совпадает с расчётом по спектрам отражения и пропускания.

Такой «точный прицел» позволил вырастить микрорезонаторы на пористом кремнии с примерно двукратным ростом добротности относительно типичных ранее образцов. Теоретические модели показывают, что это не предел: при дополнительной оптимизации структуры и технологии травления можно добиться ещё более длительного удержания фотонов.

Интересно и то, как ведут себя флуорофоры внутри таких оптимизированных резонаторов. Встраивание излучающих молекул приводит к почти шестикратному сужению полосы флуоресценции и росту её яркости — то есть микрорезонатор буквально «зажимает» излучение в нужном спектральном диапазоне и усиливает его.

По оценке авторов, новая технология открывает дорогу к доступным источникам единичных фотонов, высокочувствительным биосенсорам и оптоэлектронным устройствам, где важны узкий спектр и высокая эффективность люминесценции. Результаты представлены в журнале Nanomaterials, проект поддержан Минобрнауки РФ (грант № 075-15-2025-609) под руководством профессора Николая Каргина, сообщает scientificrussia.ru.

Читайте также:

• За незарегистрированную баню прилетит штраф: так ли это на самом деле
• Штрафы за нарушение ПДД в 2025 году: подробная официальная информация
• В России предложили ввести крупный штраф за читы
• С нового года 2026 в РФ вырастут МРОТ, пенсии и социальные выплаты
• Соцтупик: в Госдуму внесен закон о возврате выплат по уходу за инвалидами