Cientistas europeus descobriram uma forma de interligar os circuitos eletrônicos CMOS atuais com os futurísticos circuitos nanofotônicos que exploram o emergente campo da plasmônica.
Os circuitos nanofotônicos, atualmente ainda em estágio experimental, são capazes de "focar" a luz em nanoestruturas que são muito menores do que os componentes ópticos atuais, restritos às centenas de nanômetros dos comprimentos de onda da luz.
Plasmons de superfície
As aplicações potenciais desses circuitos em nanoescala vão das interconexões ópticas para o interior dos chips do futuro e sensores biomoleculares extremamente sensíveis, capazes de detectar moléculas individuais, até células solares ultrafinas.
Materiais plasmônicos são capazes de tirar proveito dos plasmons de superfície, pacotes de energia que flutuam sobre a superfície do material, criando propriedades físicas e ópticas totalmente novas. A palavra plasmon é uma junção e plasma e fóton. São os materiais plasmônicos que estão na base das pesquisas sobre invisibilidade, o que demonstra sua versatilidade.
Conexão óptico-elétrico
Os circuitos plasmônicos permitirão também o roteamento paralelo maciço de informações ópticas no interior dos processadores.
Antes disso, porém, será necessário interconectar esses componentes ópticos com o restante dos chips. Para que possam ser processados pelos circuitos eletrônicos dos processadores, a enorme largura de banda de informações vindas pelos canais nanofotônicos precisam ser convertidos em sinais elétricos, de forma a serem processados pelo chip.
Foi isso o que conseguiram os engenheiros do instituto europeu IMEC.
Integração de circuitos ópticos
Os pesquisadores integraram fotodetectores e guias de onda plasmônicos, demonstrando a capacidade de detecção elétrica dos plasmons de superfície. Como os dois componentes têm dimensões nanométricas, há um acoplamento eficiente e uma resposta ultrarrápida.
Os guias de onda plasmônicos são feitos de um sanduíche metal-isolante-metal. Quando os plasmons passam por essas interfaces eles formam uma outra quase-partícula chamada polariton (SPP - Surface Plasmon Polariton). São esses polaritons que são detectados no fotodetector.
Esta técnica abre o caminho para integração de circuitos ópticos em nanoescala, com dimensões muito abaixo do comprimento de onda da luz, com os circuitos eletrônicos de alta velocidade de processamento.
Bibliografia:
Electrical detection of confined gap plasmons in metal-insulator-metal waveguides
Pieter Neutens, Pol Van Dorpe, Iwijn De Vlaminck, Liesbet Lagae, Gustaaf Borghs
Nature Photonics
April 2009
Vol.: 3, 283 - 286 (2009)
DOI: 10.1038/nphoton.2009.47
Referência
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