En un avance para las futuras computadoras híbridas óptico-electrónicas, los científicos de EPFL han desarrollado una técnica ultrarrápida que puede rastrear la luz y los electrones a medida que viajan a través de una superficie nanoestructurada.
Cuando la luz se une a los electrones en una superficie, su movimiento concertado puede viajar como una onda guiada por la propia geometría de la superficie. Estas ondas se conocen como "plasmones de superficie" y podrían ser útiles en telecomunicaciones y computación futura, donde los datos serán transferidosa través de procesadores que utilizan luz en lugar de electricidad. Además de ser más eficientes energéticamente, estos procesadores podrían miniaturizarse hasta la nanoescala para construir sensores de alta resolución y sistemas de procesamiento de señal de nanoescala. Pero estos procesadores se construirían apilando diferentes capas de materiales avanzadosy, hasta ahora, no tenemos una forma confiable de rastrear la luz guiada a medida que se mueve a través de sus interfaces. Los científicos de EPFL ahora han hecho exactamente eso usando un nuevo método ultrarrápido. El avance se publica hoy en Comunicaciones de la naturaleza .
El laboratorio de Fabrizio Carbone en EPFL dirigió el proyecto para crear una pequeña matriz de antenas que permitiría que los plasmones viajen a través de una interfaz. La matriz consistía en una membrana extremadamente delgada de nitruro de silicio 50 nm de espesor cubierta con una película aún más delgadade plata 30 nm de grosor. Los científicos "perforaron" una serie de nano-agujeros a través de la superficie que actuarían como antenas, los "puntos calientes" de los plasmones.
Luego, los investigadores dispararon pulsos de láser ultrarrápidos luz sobre la matriz para iluminar las antenas. Con un retraso temporal controlado, se dispararon pulsos de electrones ultracortos a través de la pila multicapa, para mapear los plasmones irradiados por las antenas en la interfaz entrela película de plata y la membrana de nitruro de silicio. Utilizando una técnica ultrarrápida llamada PINEM, que puede "ver" los plasmones de superficie, incluso cuando están unidos a una interfaz enterrada, los científicos pudieron filmar la propagación de la luz guiada y leer superfil espacial a través de la película.
"Intentar ver plasmones en estas interfaces entre capas es como intentar filmar a personas en una casa desde el exterior", explica Fabrizio Carbone. "Una cámara normal no te mostrará nada; pero si usas microondas o unimágenes de seguimiento de energía similares, se pueden ver a través de las paredes "
El documento actual allana el camino para diseñar y controlar campos plasmónicos confinados en estructuras multicapa, que es clave para futuros dispositivos optoelectrónicos.
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Materiales proporcionados por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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