¿Crees que tu computadora es lo suficientemente rápida? Piensa de nuevo. ¡Las computadoras del futuro podrían funcionar casi a la velocidad de la luz! La nanofotónica, el estudio de la luz a escala nanométrica, podría llevar la velocidad de nuestra tecnología a un nivel completamente completo.nivel diferente. El Centro de Física Integrada de Nanoestructura CINAP dentro del Instituto de Ciencias Básicas SII ha desarrollado tres componentes clave de un circuito que funciona con luz. Publicado en Comunicaciones de la naturaleza estos dispositivos combinan las ventajas de la fotónica y la electrónica en la misma plataforma.
Si bien nos estamos acercando al punto final de la Ley de Moore: un estado en el que físicamente no podemos reducir mucho más la dimensión de nuestros transistores; el futuro del procesamiento de grandes datos requiere computadoras de alto rendimiento con operaciones de mayor velocidad. Los investigadores estiman que si construimosLas computadoras que procesan la información a través de la luz, en lugar de los electrones, podrán trabajar más rápido. Sin embargo, a dimensiones nanométricas, la longitud de onda de la luz es mayor que el diámetro de la fibra de silicio y por esta razón se puede perder algo de luz. Una soluciónpara controlar la propagación de la luz en la materia puede provenir de plasmones superficiales. Estas son ondas electromagnéticas que se propagan a lo largo de la superficie de algunos materiales conductores como plata, oro, aluminio y cobre. Utilizando plasmones superficiales, la información óptica puede transmitirse casi a la velocidad deligero y en volúmenes extremadamente miniatura.
Utilizando plasmones de superficie en nanocables de plata y semiconductores 2D como el disulfuro de molibdeno MoS2, los científicos del IBS construyeron tres componentes clave para la comunicación óptica: transistores ópticos, multiplexores ópticos y detectores de señales ópticas. Estos dispositivos funcionan gracias a un fenómeno llamado plasmón-excitón.interconversión de plasmones. Los gráficos describen los detalles de este proceso paso a paso.
Los científicos del SII construyeron el transistor óptico interconectando el nanocable de plata a un copo de MoS2. La luz que brillaba en el dispositivo se convierte en plasmón superficial, que en excitón, de nuevo en el plasmón superficial y finalmente se emite como luz con una longitud de onda más corta en comparación con elentrada inicial. Por ejemplo, si la luz de entrada es verde, la luz de salida puede ser roja.
Los dispositivos de multiplexación de longitud de onda se realizaron de manera similar, pero en lugar de tener solo un copo de MoS2, los investigadores utilizaron una matriz de tres materiales semiconductores 2D diferentes que emiten luz a diferentes longitudes de onda. En esta estructura, por ejemplo, una sola luz de entradacolor violeta genera tres luces de salida azul, verde y rojo.
Las señales ópticas de propagación a lo largo del nanocable de plata también se pueden transformar y detectar como señales eléctricas mediante un detector de señal óptica.
"La originalidad de este documento surge de la interconversión excitón-plasmón. Publicamos antes de la conversión de excitón a plasmón, y de plasmón a excitón utilizando híbridos de plata de nanocables / semiconductores 2D, pero esta es la primera vez que podemos completar elcirculando de plasmones a excitones y de vuelta a plasmones. Usando este concepto, creamos transistores ópticos y multiplexores ", explica el profesor Hyun Seok Lee, primer autor de este estudio.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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