Nuestra vida diaria se basa en procesadores electrónicos, que realizan las operaciones básicas de aritmética, lógica y control que hacen posible los dispositivos desde teléfonos móviles hasta televisores inteligentes. Sin embargo, las tecnologías actuales se están acercando a sus límites y los investigadores de todo el mundo están buscando habilitarla próxima generación de computación
En su artículo ahora publicado en Avances científicos , un equipo interdisciplinario de investigadores de la Universidad de Aalto muestra cómo un nuevo tipo de nanoestructura basada en nanocables permite que la luz realice funciones lógicas, permitiendo operaciones simples de suma y resta. El estudio, el primero en demostrar circuitos lógicos totalmente ópticos a nanoescala, proporcionaun paso vital en el viaje hacia la verdadera computación óptica.
'Podemos realizar cálculos de números binarios y mostrar, por ejemplo, cómo esta nanoestructura puede llevar a cabo estas funciones como una simple calculadora de bolsillo, excepto que en lugar de usar electricidad, la nanoestructura usa solo luz en su operación,'dice el Dr. Henri Jussila, quien completó un postdoctorado en la universidad.
Para construir la nanoestructura, el equipo adoptó un enfoque novedoso para ensamblar dos nanocables semiconductores diferentes, fosfuro de indio y arseniuro de aluminio y galio. Los nanocables, ambos más cortos y exponencialmente más delgados que el diámetro de un cabello humano, tienen una estructura unidimensional única., lo que les permite funcionar como antenas de tamaño nanométrico para la luz.
'Utilizamos una técnica de peinado simple, similar a la forma en que las personas se peinan el cabello por la mañana, para ensamblar estas nanoestructuras', explica Jussila.
Con este método de peinado mecánico, los nanocables se pueden alinear en cualquier dirección específica, que difiere de los nanocables alineados aleatoriamente fabricados que se usan típicamente. Sin embargo, la repetición es clave para lograr que las antenas se alineen de manera ideal.
'La repetición del método de peinado nos permite construir dispositivos integrados de nanoestructuras en las que dos tipos diferentes de nanocables son perpendiculares entre sí', dice el profesor Zhipei Sun, quien dirige el grupo de Fotónica en la Universidad de Aalto.
'Las estructuras unidimensionales y de barra transversal son el núcleo de nuestros cálculos porque permiten que la luz de entrada elija con qué nanocables interactúa, ya sea el fosfuro de indio o el arseniuro de aluminio y galio', agrega el Dr. He Yang.
Dependiendo de la entrada, en este caso la dirección de la luz polarizada linealmente y su longitud de onda, los nanocables interactúan con la luz de entrada o no. Esto es similar en la práctica a cómo funcionan las antenas usadas en receptores de radio antiguos; solo recibenseñales cuando apunta en la dirección óptima, típicamente hacia arriba. Dado que la respuesta de los diferentes nanomateriales es diferente, la salida de luz de la estructura de nanocables fabricada se puede cambiar con diferentes longitudes de onda y dirección de luz para la realización exitosa de operaciones lógicas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Aalto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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