Фотонные интегральные схемы (не путать с квантовыми!) пока остаются экзотикой и перспективным направлением. Одним из элементов для них являются оптические изоляторы, которые помогут обойти основные препятствия на пути их появления. Конструктивно изоляторы представляют собой невзаимные или односторонние устройства, напоминающие электронные диоды. Они защищают лазерные источники от обратного отражения и необходимы для направления светового сигнала в оптических сетях.

Самой распространённой технологией производства таких изоляторов является использование материалов, меняющих свои оптические свойства в ответ на действие магнитных полей. Но здесь-то и кроются проблемы.

Во-первых, пока не существует удачного решения для размещения компактных магнитов на чипе. Во-вторых, нужные материалы для производства попросту недоступны. Это и делает фотонные чипы пока малореальными.

Учёные из Иллинойского университета решили обойтись без магнитных полей, используя звук. Исследователи разработали новое устройство из нитрида алюминия размером 200 на 100 микрон. Это вещество оптически прозрачное и пропускает свет. Но при воздействии звуковых волн, с помощью крошечных электродов, напечатанных прямо на нитриде алюминия при помощи электронного луча, удалось заставить свет внутри устройства двигаться только в одном направлении. Это позволило превзойти гигагерцовый диапазон без магнитных полей.

Как ожидается, после улучшений такие фотонные изоляторы смогут применяться в коммуникационных системах, гироскопах, GPS-навигаторах, атомных часах и дата-центрах.

Кроме этого, есть и другие наработки в этой сфере. Учёные из Университета Барселоны разработали диод, состоящий из единственной молекулы размером 1 нм с высоким коэффициентом выпрямления тока. При этом он значительно превосходит остальные диоды по яркости и позволяет размещать на крошечном чипе триллионы элементов.

В перспективе это позволит создавать мономолекулярные устройства на фотонной, а не электронной основе, что должно повысить быстродействие конечных систем и устройств связи.