Los investigadores han construido un interruptor electroóptico en miniatura que puede cambiar el giro, o el momento angular, de una forma líquida de luz aplicando campos eléctricos a un dispositivo semiconductor de una millonésima parte de un metro de tamaño. Sus resultados, reportados enel periódico Materiales de la naturaleza , demuestre cómo cerrar la brecha entre la luz y la electricidad, lo que podría permitir el desarrollo de dispositivos electrónicos cada vez más rápidos y pequeños.
Existe una disparidad fundamental entre la forma en que la información es procesada y transmitida por las tecnologías actuales. Para procesar la información, las cargas eléctricas se mueven en chips semiconductores; y para transmitirla, se envían destellos de luz por las fibras ópticas. Métodos actuales deLa conversión entre señales eléctricas y ópticas es ineficiente y lenta, y los investigadores han estado buscando formas de incorporar las dos.
Para hacer que la electrónica sea más rápida y potente, es necesario colocar más transistores en chips semiconductores. Durante los últimos 50 años, el número de transistores en un solo chip se ha duplicado cada dos años, esto se conoce como la ley de Moore.Sin embargo, a medida que los chips se vuelven cada vez más pequeños, los científicos ahora tienen que lidiar con los efectos cuánticos asociados con átomos y electrones individuales, y están buscando alternativas al electrón como el principal portador de información para mantenerse al día con la ley de Moore y nuestra sed.para dispositivos electrónicos más rápidos, más baratos y más potentes.
Los investigadores de la Universidad de Cambridge, dirigidos por el profesor Jeremy Baumberg del Centro NanoPhotonics, en colaboración con investigadores de México y Grecia, han construido un interruptor que utiliza un nuevo estado de la materia llamado condensado Polariton Bose-Einstein para mezclar electricidady señales ópticas, mientras se usan cantidades minúsculas de energía.
Los condensados de Polariton Bose-Einstein se generan al atrapar la luz entre espejos espaciados a solo unas pocas millonésimas de metro de distancia y dejar que interactúe con losas delgadas de material semiconductor, creando una mezcla de media materia y media materia conocida como polaritón.
Poner muchas polaritones en el mismo espacio puede inducir condensación, similar a la condensación de las gotas de agua a alta humedad, y la formación de un fluido de materia ligera que gira en sentido horario giro hacia arriba o en sentido antihorario giro hacia abajoAl aplicar un campo eléctrico a este sistema, los investigadores pudieron controlar el giro del condensado y alternarlo entre los estados arriba y abajo. El fluido polaritón emite luz con giro en sentido horario o antihorario, que puede enviarse a través de fibras ópticas paracomunicación, convirtiendo señales eléctricas a ópticas.
"El interruptor polariton unifica las mejores propiedades de la electrónica y la óptica en un pequeño dispositivo que puede entregar a velocidades muy altas mientras se usa una cantidad mínima de energía", dijo el autor principal del artículo, el Dr. Alexander Dreismann del Laboratorio Cavendish de Cambridge.
"Hemos creado un interruptor de luz de efecto de campo que puede cerrar la brecha entre la óptica y la electrónica", dijo el coautor Dr. Hamid Ohadi, también del Laboratorio Cavendish. "Estamos llegando al límite de cuán pequeños podemos hacerlos transistores y la electrónica basada en luz líquida podrían ser una forma de aumentar la potencia y la eficiencia de la electrónica en la que confiamos "
Mientras el dispositivo prototipo funciona a temperaturas criogénicas, los investigadores están desarrollando otros materiales que pueden funcionar a temperatura ambiente, de modo que el dispositivo pueda comercializarse. El otro factor clave para la comercialización del dispositivo es la producción en masa y la escalabilidad ".Este prototipo se basa en una tecnología de fabricación bien establecida, tiene el potencial de ampliarse en el futuro cercano ", dijo el coautor del estudio, el profesor Pavlos Savvidis, del instituto FORTH en Creta, Grecia.
El equipo actualmente está explorando opciones para comercializar la tecnología, así como para integrarla con la base tecnológica existente.
La investigación se financia como parte de una inversión del Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas del Reino Unido EPSRC en el Centro Cambridge NanoPhotonics, así como en el Consejo Europeo de Investigación ERC y el Leverhulme Trust.
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Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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