Una cuasi partícula que viaja a lo largo de la interfaz de un metal y material dieléctrico puede ser la solución a los problemas causados por la reducción de los componentes electrónicos, según un equipo internacional de ingenieros.
"Los chips microelectrónicos son omnipresentes hoy en día", dijo Akhlesh Lakhtakia, profesor de la Universidad Evan Pugh y profesor Charles Godfrey Binder de Ingeniería Científica y Mecánica, Penn State.aumento de la temperatura, y la conversación cruzada entre las interconexiones vecinas que surgen de la miniaturización y la densificación limita la velocidad de estos chips ".
Estos componentes electrónicos se encuentran en nuestros teléfonos inteligentes, tabletas, computadoras y sistemas de seguridad y se utilizan en equipos hospitalarios, instalaciones de defensa y nuestra infraestructura de transporte.
Los investigadores han explorado una variedad de formas de resolver el problema de conectar varios componentes miniaturizados en un mundo de circuitos cada vez más reducidos. Si bien la fotónica, el uso de la luz para transportar información, es atractiva debido a su velocidad, este enfoque es problemático porque ellas guías de onda para la luz son más grandes que los circuitos microelectrónicos actuales, lo que dificulta las conexiones.
Una onda SPP modulada por pulso que se mueve hacia la derecha, guiada por la interfaz de un material dieléctrico arriba y un metal abajo, encuentra repentinamente el reemplazo del material dieléctrico por aire. La mayor parte de la energía se transmite al aire /interfaz de metal pero algo se refleja en la interfaz dieléctrica / metal. El video abarca 120 femtosegundos.
Los investigadores informan en una edición reciente de Informes científicos que "la señal puede viajar largas distancias sin una pérdida significativa de fidelidad" y que "las señales pueden ser transferidas posiblemente por ondas SPP a varias decenas de micrómetros de aire en chips microelectrónicos"
También señalan que los cálculos indican que las ondas SPP pueden transferir información alrededor de una esquina cóncava, una situación, junto con espacios de aire, que es común en microcircuitos.
Los SPP son un fenómeno grupal. Estas cuasi partículas viajan a lo largo de la interfaz de un metal conductor y un dieléctrico, un material no conductor que puede soportar un campo electromagnético, y en un nivel macroscópico, aparecen como una onda.
Según Lakhtakia, los SPP son los que le dan al oro su brillo especial. Un efecto superficial, bajo ciertas condiciones, los electrones en el metal y las cargas polarizadas en el material dieléctrico pueden actuar juntos y formar una onda SPP. Esta onda, guiada por la interfazde los dos materiales puede continuar propagándose incluso si el cable de metal se rompe o la interfaz dieléctrica de metal termina abruptamente. La onda SPP puede viajar en el aire por unos 10 segundos de micrómetros o el equivalente de 600 transistores colocados de extremo a extremo en un nanómetro de 14chips tecnológicos.
Las ondas SPP también viajan solo cuando están cerca de la interfaz, por lo que no producen diafonía.
El problema con el uso de ondas SPP en el diseño de circuitos es que, si bien los investigadores saben experimentalmente que existen, los fundamentos teóricos del fenómeno estaban menos definidos. Las ecuaciones de Maxwell que rigen las ondas SPP cubren el continuo de frecuencias y son complicadas.
"En lugar de resolver las ecuaciones de Maxwell frecuencia por frecuencia, lo cual no es práctico y es propenso a errores computacionales debilitantes, tomamos múltiples instantáneas de los campos electromagnéticos", dijo Lakhtakia.
Estas instantáneas, unidas, se convierten en una película que muestra la propagación de la onda SPP modulada por pulso.
"Estamos estudiando problemas difíciles", dijo Lakhtakia. "Estamos estudiando problemas que no tenían solución hace 10 años. Los componentes computacionales mejorados cambiaron nuestra forma de pensar acerca de estos problemas, pero aún necesitamos más memoria".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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