В Москве разработали элементы фотонных схем для устройств 6G
21.10.2025 09:00
Согласно их заявлению, данную разработку можно применять при создании вычислительных систем, способных выполнять операции и расчеты "на лету", минимизируя затраты энергии на хранение промежуточных данных. Результаты исследования были опубликованы в журнале Optical Materials.
Важно отметить, что между микроволновым (как в смартфонах) и инфракрасным (как в пультах ДУ) излучениями находятся высокочастотные терагерцовый (ТГц) и субтерагерцовый (субТГц) диапазоны, как пояснили специалисты из НИУ МИЭТ. Эти диапазоны имеют большой потенциал для разработки передовых технологий связи и вычислений.Исследование в области фотоники и интегральных схем открывает новые перспективы для создания эффективных и мощных вычислительных систем, способных работать на более высоких частотах и обеспечивать быструю обработку информации без дополнительных энергозатрат.Новые технологии, разрабатываемые учеными, представляют собой перспективные решения для создания систем связи следующего поколения (6G). Основной принцип увеличения скорости передачи данных заключается в повышении частоты несущего сигнала. Это позволяет значительно улучшить производительность и эффективность коммуникаций.Коллектив специалистов из различных учебных и научных учреждений, таких как МИЭТ, МПГУ, МИСИС и НПК "Технологический центр", успешно разработал, изготовил и протестировал энергонезависимые аттенюаторы в интегральном исполнении. Эти устройства способны уменьшать амплитуду или мощность сигнала в диапазоне субТГц, что открывает новые возможности для управления параметрами сигнала.Исследователи утверждают, что разработанные элементы будут востребованы при создании искусственных нейронных сетей. Эти сети смогут проводить вычисления "на лету" без значительного увеличения энергопотребления и без необходимости хранения промежуточных результатов расчетов. Это открывает новые перспективы для развития и применения высокотехнологичных систем связи и вычислений.Начальник научно-исследовательской лаборатории "Материалы и устройства активной фотоники", зам. директора Института перспективных материалов и технологий НИУ МИЭТ Петр Лазаренко сообщил, что возможно проведение вычислений внутри субТГц или ТГц диапазона без необходимости конвертации сигнала в оптический и обратно. Это позволит значительно упростить конструкцию устройства и снизить его стоимость. Для создания аттенюатора использовался фазопеременный материал на основе соединения "германий-сурьма-теллур" (Ge–Sb–Te, GST). Эти материалы уже применяются в устройствах интегральной фотоники, работающих в инфракрасном диапазоне длин волн. Однако проведенные эксперименты показали, что фазопеременные материалы могут быть использованы также в субТГц и ТГц диапазонах. Таким образом, открытие возможности использования фазопеременных материалов в более широком диапазоне частот открывает новые перспективы для развития технологий активной фотоники и создания более эффективных устройств для вычислений и передачи данных.Исследования с использованием фазопеременного материала GST для управления параметрами проходящего сигнала в диапазоне 126,5-145,5 ГГц показали, что разница в поглощении между аморфным и кристаллическим состояниями GST превышает 10 децибел. Это открывает новые перспективы для применения материала GST в области интегральной фотоники, особенно в субТГц и ТГц диапазонах. Как отмечает исследователь, использование искусственного интеллекта в системах 6G обещает увеличение скорости и качества передачи данных за счет снижения ошибок в канале связи.Новые технологии позволяют не только выявлять признаки реальных событий по записанным сигналам, но и активно перераспределять аппаратные ресурсы в режиме реального времени для оптимизации трафика и вычислений. Это открывает новые возможности в области обработки данных и повышения эффективности работы систем.В контексте проекта РНФ, который фокусируется на использовании фазопеременных материалов для создания перестраиваемых оптических метаповерхностей, был получен интересный результат. Благодаря модуляции сигнала в элементах на основе пленок GST в субТГц диапазоне, открываются новые перспективы для развития интегральных устройств и решения задач высокоскоростной передачи и обработки данных. Область применения фазопеременных материалов значительно расширяется, что способствует развитию инновационных технологий и улучшению функциональности устройств.Евгений Кицюк, руководитель проекта РНФ и начальник лаборатории перспективных процессов НПК "Технологический центр", подчеркнул важность полученных результатов и перспективы создания новых интегральных устройств на основе фазопеременных материалов. Внедрение таких технологий может привести к значительному улучшению производительности и эффективности современных систем передачи и обработки данных.Сегодня исследователи активно работают над настройкой технологических процессов по обработке фазопеременных материалов. Это важное направление исследований позволяет улучшить качество производства и повысить эффективность процессов.
В рамках гранта Российского научного фонда (№ 23-79-10309) проводятся исследования, которые выполняются в НПК "Технологический центр". Этот проект также получил поддержку сотрудников молодежных лабораторий "Фотонные газовые сенсоры" НИТУ "МИСИС" и "Материалы и устройства активной фотоники" НИУ МИЭТ.
Адаптация разработанной технологии под технологические и производственные возможности индустриального партнера является ключевым этапом в процессе внедрения результатов исследований. Это позволит создать более эффективные и инновационные производственные процессы, способствуя развитию промышленности.
Источник и фото - ria.ru
