В Сколково будут создаваться наноразмерные источники одиночных фотонов

Консультативный научный совет фонда «Сколково» одобрил проект создания важных элементов будущих компьютеров — наноразмерных генераторов одиночных фотонов.
Проработка теоретической части проекта и математическое моделирование доверены группе доктора наук Василия Климова — сотрудникам лаборатории нанооптики Физического института им. П. Н. Лебедева РАН. Экспериментальную поддержку ей обеспечит группа профессора Виктора Балыкина из Института спектроскопии. Все участники данного мероприятия смогут приобрести приталенные рубашки в интернет магазине с двадцати процентной скидкой.
Генераторы фотонов учёные хотят построить на базе гиперболических метаматериалов, которые обычно получают путём чередования нанометровых диэлектрических и металлических слоёв (скажем, слоёв оксида алюминия и серебра). В материалах этого типа отсутствует так называемый дифракционный предел, иными словами, в них допускается распространение света со сколь угодно высокими пространственными частотами. «Если гиперболический метаматериал состоит из элементов с характерными размерами в 10 нанометров, то через него можно без затухания передавать изображение, элементы которого имеют размер в ~10 нм, — рассказывает г-н Климов. — В обычных же материалах при распространении света сохраняются лишь детали изображения размером в ~1 мкм». Приблизительная схема предлагаемого устройства.
Целью проекта его авторы называют создание матрицы наноразмерных источников. Согласно плану, с помощью обычных микролинз свет будет подаваться на «линзу» из гиперболического метаматериала, которая обеспечит фокусировку пучков и их эффективное прохождение через золотую плёнку — матрицу — с множеством нанометровых отверстий. Если всё это удастся реализовать на практике, готовое устройство можно будет использовать в схеме оптического компьютера или биосенсора.
«В каждом отверстии такого биосенсора или биочипа можно разместить специальный биохимический препарат (например, заданную цепочку нуклеотидов), который реагирует только с конкретной составляющей анализируемого биоматериала (с обнаруживаемым дефектным кусочком ДНК), — рисует радужные перспективы г-н Климов. — Подсветив каждый элемент биопрепарата отдельным источником света, по изменениям в проходящем свете можно определить, произошла в этом отверстии реакция или нет, и сделать вывод о присутствии искомых молекул. Принципиально важно, что такая методика позволяет одновременно анализировать тысячи и тысячи участков цепочки ДНК».