La Nanoelectrónica esta a punto de dar un gran salto con el uso de los Plasmones

Por Amelia Olivas S | La invención agrupó cuatro patentes y posiblemente podría hacer que los chips de microprocesador funcionen 1.000 veces más rápido

(Last Updated On: marzo 10, 2018)

Publicado a las 02:04 PM CST en Oct 21,2017 | Actualizado a las 01:20 PM CST en Oct 25,2017


Aunque la mayoría de los equipos electrónicos modernos se alimentan de fotónica, lo que implica el uso de fotones para transmitir información, los dispositivos fotónicos suelen ser de gran tamaño, lo que limita enormemente su uso en muchos sistemas nanoelectrónicos avanzados.

Aquí es donde entran en juego los Plasmones, mucho mas pequeños que los fotones y capaces de llevar información, lo que los hace ideales en la nanoelectrónica.

Nanomateriales

Definicion y Ejemplos de estos nuevos materiales

Los plasmones, que son ondas de electrones que se mueven a lo largo de la superficie de un metal después de ser golpeado por los fotones, tienen grandes promesas para las tecnologías disruptivas en la nanoelectrónica. Son comparables a los fotones en términos de velocidad (también viajan con la velocidad de la luz), y son mucho más pequeños. Esta propiedad única de los plasmones los hace ideales para su integración con la nanoelectrónica. Sin embargo, los intentos anteriores de aprovechar los plasmones como portadores de información tuvieron poco éxito.

Para colmar esta laguna tecnológica, un equipo de investigación de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) ha inventado recientemente un nuevo “convertidor” que puede aprovechar la velocidad y el pequeño tamaño de los plasmones para el procesamiento y la transmisión de datos de alta frecuencia en nanoelectrónica.

“Con este nuevo e innovador convertidor, las fuentes de alimentación eléctricas se transforman de forma directa en señales plasmónicas y al revés. Al tender puentes entre los plásticos y la electrónica a nanoescala, podemos hacer que los chips funcionen más rápido y reducir las pérdidas de potencia. Nuestro convertidor plasmónico electrónico es aproximadamente 10.000 veces más reducido que los elementos ópticos.

Creemos que puede integrarse fácilmente en las tecnologías existentes y puede utilizarse en una amplia gama de aplicaciones en el futuro”, explicó Christian Nijhuis, profesor asociado del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias de NUS Consulting, que es el líder del equipo de investigación que está detrás de este avance.

 

De la electricidad a los plasmones en un solo paso

En la mayoría de las técnicas de la plasmónica, los plasmones se excitan en dos pasos: los electrones se utilizan para generar luz, que a su vez se utiliza para excitar los plasmones. Para convertir las señales eléctricas en señales plasmónicas, y viceversa, en un solo paso, el equipo de NUS empleó un proceso llamado tunelización, en el que los electrones viajan de un electrodo a otro, y al hacerlo, excitan los plasmones.

“El proceso de dos pasos es lento e ineficiente. Nuestra tecnología se destaca por ofrecer una solución integral para la conversión de señales eléctricas en señales plasmónicas. Esto se puede lograr sin una fuente de luz, que requiere múltiples pasos y grandes elementos ópticos, lo que complica la integración con la nanoelectrónica. Según nuestros experimentos de laboratorio, la conversión de electrón a plasma tiene una eficiencia de más del 10 por ciento, más de 1.000 veces superior a la que se informó anteriormente”, agregó el profesor Nijhuis, también del Centro de Materiales 2D Avanzados de NUS, y del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología de NUS.

Este trabajo innovador se llevó a cabo en colaboración con el Dr. Chu Hong Son, del Instituto de Computación de Alto Rendimiento de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación.

Asociación con la industria y estudios complementarios

El equipo de investigación ha presentado cuatro patentes para su invención, y está colaborando con socios industriales para integrar los “convertidores” plasmónico-electrónicos con las tecnologías existentes.

Los investigadores planean llevar a cabo más estudios para reducir el tamaño del dispositivo de manera que pueda funcionar a frecuencias mucho más altas. El equipo también está trabajando en la integración de los transductores con guías de ondas plasmónicas más eficientes para un mejor rendimiento.


Referencias & Fuentes

news.nus.edu.sg |Novel “converter” invented by NUS scientists heralds breakthrough in ultra-fast data processing at nanoscale

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