Antena Nano

Ogromne ilości danych przesyłane są codziennie przez Internet w postaci fal świetlnych przenoszonych przez światłowody. Ale nasze komputery nadal polegają na sygnałach elektrycznych przechodzących przez metalowe przewody, które mają znacznie mniejszą przepustowość.

Optyczne interkonekty, które mogłyby prowadzić światło przez labirynt płytki drukowanej, zwiększyłyby prędkość obliczeniową i oszczędziły energię, ale jak dotąd nie wyszły z laboratorium.

Ta historia była częścią naszego wydania z grudnia 2005 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Nowe badania mogą jednak umożliwić inżynierom zbudowanie anten w nanoskali, które zamieniają światło w inny rodzaj fali, która może poruszać się przez metal; rezultatem mogą być prędkości transmisji danych, które są o rzędy wielkości wyższe niż obecne.

Kluczem do tego podejścia jest złota kula o średnicy zaledwie 50 nanometrów. Zespół Rice University kierowany przez Petera Nordlandera i Naomi Halas wykazał, że taka kula, umieszczona w odległości kilku nanometrów od cienkiej warstwy złota, będzie zachowywać się jak maleńka antena, która może przekazywać lub odbierać światło. Światło o określonej długości fali wzbudza wewnątrz nanosfery cząstki zwane plazmonami. To z kolei indukuje falę plazmonową w warstwie złota, która może zostać ponownie przekształcona w światło, gdy dotrze do innej nanosfery.

Odmiany złotej nanosfery mogą umożliwić wykorzystanie materiałów już stosowanych w chipach komputerowych, takich jak miedź i aluminium, jako superszybkich optycznych połączeń, mówi Mark Brongersma, materiałoznawca z Uniwersytetu Stanforda. Dane kodujące falę świetlną uderzałyby w metalową nanosferę, generując falę plazmonową, która przemieszczałaby się przez metalowy pasek lub drut, niosąc ze sobą dane.

Ogromną zaletą tego podejścia, mówi Brongersma, jest to, o ile łatwiej jest wykonać kule niż inne wyspecjalizowane anteny, których produkcja wymaga skomplikowanych i kosztownych technik optyczno-litograficznych. Piękne jest to, że można je robić w dużych ilościach, mówi Brongersma.

Następny krok zespołu Rice: użycie pustych, złotych nanoskorup zamiast pełnych kulek, aby rozszerzyć zakres długości fal światła, z których mogą korzystać. Aby dalej zbadać praktyczność wykorzystania systemów jako połączeń optycznych w chipach komputerowych, rozpoczęli serię eksperymentów z nanocząstkami i cienkimi drutami, a nie cienkimi filmami.

ukryć