Fibra óptica de nanoescala conectan los chips de computadora

Nanotecnología investigadores tienen previsto utilizar componentes a nanoescala para adaptar la fibra óptica para transportar datos en las computadoras. La idea es utilizar la luz para transportar datos entre núcleos de microprocesadores dentro de un chip de computadora y entre chips separados dentro de un equipo, al igual que el cable de fibra óptica transporta datos como la luz entre los principales centros de telecomunicaciones en la actualidad.

Los microprocesadores tienen uno o más núcleos. Procesadores de núcleo múltiple permiten varios cálculos matemáticos o lógicos que se ejecuten al mismo tiempo. Dentro de los núcleos de microprocesadores son conexiones entre los componentes, tales como transistores.

Nano podría reemplazar la tecnología actual, que envía datos a través de líneas de metal, con nanotubos de carbono metálicos, que conducen la electricidad mejor que el metal. Cuando la información se envía desde un núcleo a otro, la señal eléctrica de salida se convertiría a la luz y viajar a través de una guía de onda a otro núcleo, donde un detector cambiaría los datos de nuevo en señales eléctricas.

Este método también podría reducir el consumo de energía. Que el ahorro se produce porque todos los hilos metálicos tienen una resistencia al movimiento de los electrones a través de ellos, por lo que algunos de la tensión utilizada para conducir los electrones se convierte en calor.

Los investigadores han desarrollado técnicas para la transmisión de la luz que se modifica la nanoestructura de material cristalino para formar guías de onda. Estas guías de onda permiten que la luz de una determinada longitud de onda para viajar a través del material casi sin pérdida de energía.

Los investigadores están desarrollando fuentes de luz a nanoescala, interruptores ópticos accionados eléctricamente (también llamados moduladores), guías de onda, routers ópticos, y detectores para convertir los datos eléctricos en datos ópticos, ruta a un núcleo de microprocesador, y convertir los datos ópticos de nuevo a los datos eléctricos de modo que el núcleo de microprocesador puede entonces procesarla.

Se llama Uno de los métodos basados ​​en nanopartículas de la luz generando, desarrollado en la Universidad de Cornell, una spaser (amplificación de plasmón de superficie por emisión estimulada de radiación). A spaser es similar a un láser. La diferencia entre un spaser y un láser es un láser que tiene una cavidad en la que la luz rebota para amplificar la intensidad de la luz en un proceso similar a la resonancia.

Ese método no funcionará muy bien con una fuente de luz de tamaño nanométrico, cuyo tamaño es una fracción de la longitud de onda de la luz que está tratando de generar. A spaser es mucho menor que la longitud de onda de iluminación de hecho, el spaser hecho en Cornell está hecho de un diámetro de partícula de 44 nm, y genera luz con una longitud de onda de 531 nm.

Una nanopartícula que funciona como un láser.
Una nanopartícula que funciona como un láser.

Cuando se excita las moléculas de colorante en la capa exterior de la spaser, las moléculas de colorante añadir electrones al núcleo de oro. Estos electrones, junto con los electrones en la banda de conducción del núcleo de oro, forman una nube de electrones (llamado plasmones).

Esta nube oscila en la superficie del núcleo de oro en la misma frecuencia que la longitud de onda de luz que desea generar. Estos electrones oscilantes generan un campo eléctrico que se refuerza por la oscilación de resonancia y electrones adicionales suministrados por las moléculas de colorante hasta que el spaser genera un pulso de luz.

En otro enfoque, IBM está desarrollando un láser basado en nanotubos de carbono como fuente de luz. Los nanotubos de carbono generan iluminación de la longitud de onda que la luz depende del diámetro del nanotubo. Cualquiera de una señal eléctrica o una señal de luz se pueden utilizar para obtener un nanotubo para iniciar la generación de luz.

Los nanotubos están situados entre dos reflejado superficies- la distancia entre ellos es la mitad de la longitud de onda de la luz que se utiliza. Estas superficies actúan como espejos de la cavidad de resonancia del láser, que amplifica la luz generada por los nanotubos.


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