Nano antenne

Enorme mængder data glider over internettet hver dag i form af lysbølger formidlet af optiske fibre. Men vores computere er stadig afhængige af elektriske signaler, der rejser gennem metalledninger, som har meget lavere båndbredde.

Optiske sammenkoblinger, der kunne lede lys gennem labyrinten på et printkort, ville øge computerhastigheden og spare strøm, men indtil videre er de ikke kommet ud af laboratoriet.

Denne historie var en del af vores decembernummer 2005

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Ny forskning kan dog gøre det muligt for ingeniører at bygge antenner i nanoskala, der gør lys til en anden slags bølge, der kan bevæge sig gennem metal; resultatet kunne være dataoverførselshastigheder, der er størrelsesordener højere end nutidens.

Nøglen til tilgangen er en guldkugle på kun 50 nanometer i diameter. Et team fra Rice University ledet af Peter Nordlander og Naomi Halas har vist, at en sådan kugle, når den er placeret inden for få nanometer fra en tynd guldfilm, vil opføre sig som en lille antenne, der kan transmittere eller modtage lys. Lys med specifikke bølgelængder exciterer partikler kaldet plasmoner inde i nanosfæren. Dette inducerer igen en plasmonbølge i guldfilmen, som kunne konverteres tilbage til lys, når den når en anden nanosfære.

Variationer på guld nanosfæren kan gøre det muligt at udnytte materialer, der allerede er brugt i computerchips, såsom kobber og aluminium, som superhurtige optiske forbindelser, siger Mark Brongersma, en materialeforsker ved Stanford University. En lysbølgekodningsdata ville ramme en metalnanosfære og generere en plasmonbølge, der ville rejse gennem en metalstrimmel eller -tråd og bære dataene med sig.

En stor fordel ved tilgangen, siger Brongersma, er, hvor meget lettere kuglerne er at lave end andre specialiserede antenner, hvis fremstilling kræver komplekse og dyre optiske litografiske teknikker. Det smukke er, at man kan lave dem i store mængder, siger Brongersma.

Rice-teamets næste skridt: Brug af hule guld nanoskaller i stedet for solide kugler til at udvide rækken af ​​lysbølgelængder, de kan bruge. Og for yderligere at undersøge det praktiske ved at bruge systemerne som optiske forbindelser i computerchips, har de påbegyndt en række eksperimenter med nanopartikler og tynde ledninger frem for tynde film.

skjule