一支由莫斯科國立大學(Lomonosov Moscow State University；MSU)和澳洲國立大學(Australian
National
University)組成的國際研究團隊共同打造出一種基于矽奈米結構的超快速的全光子開關，能以超高速度傳輸資料，可望進一步發展成為未來的電腦平
臺。
大約在三年前，有好幾組研究人員不約而同地發現了一個重要的作用：矽奈米粒子在可見光譜范圍時存在強共振——即所謂的磁耦共振。這種共振的特
性是奈米粒子中的光波在次波長結構上的強定位。雖然這種效應讓研究人員十分感興趣，但根據該研究的第一作者Maxim
Shcherbakov描述，當時并沒有人想到這個新發現能夠創造出開發緊密且超快速光子開關的基礎。
在進行等離子相位蝕刻后，澳洲國立
大學的研究人員采用電子光束微影技術來制造這種奈米粒子。這項程序是由該校實習生Alexander
Shorokhov完成的。來自莫斯科的Alexander
Shorokhov由于取得了總統獎學金出國留學，他在回國時也帶回了部份的研究樣本，讓所有的實驗工作得以繼續在莫斯科國立大學物理學院的奈米光子與超
材料實驗室進行。
“在實驗研究中，我的同事Polina
Vabishchevich和我一起用一套非線性的光學方法，解決了飛秒(femtosecon，約10-15秒)相關的光學問題，”Maxim
Shcherbakov解釋，“我們采用像MSU開發計劃中所用的飛秒雷射復合方法。”
最終，研究人員們開發出一種“元件”——直徑約250nm的碟片，能夠以飛秒速率切換光學脈沖。超快速的切換速度能夠為裝置實現每秒數十與數百太位元(TB)的資料傳輸與處理。同時，在這樣的速度時下載幾千部高畫質(HD)影片也只需要不到1秒的時間。
莫
斯科國立大學研究人員打造的全光子開關作業基礎在于2次飛秒脈沖之間的互動。由于矽結構的磁共振作用，從而實現了這種互動。如果奈米結構中的脈沖同時發
生，由于2個光子相互吸收的效應，使其中一個脈沖與另一個脈沖進行互動后并加以抑制。如果在2次脈沖之間存在100fs的延遲，那么脈沖之間并不會發生互
動，第2個脈沖將會在不進行任何改變的情況下直接傳入奈米結構中。
“我們已能開發出抑制不良自由載子效應的結構了，”Maxim
Shcherbakov表示，“自由載子(電子和電洞)嚴重地限制了傳統整合式光子的訊號轉換速度。我們的研究象征著通往創新且有效的主動光子元件(包括
電晶體、邏輯元件等)之路邁開了重要的一步。我們的研究中所建置的這項技術特色就在于它可用于矽光子中。不久的將來，我們將進一步在IC中
測試這種奈米粒
子。”
直徑250nm的這款“元件”能以飛秒級的速率迅速切換光脈沖
