Nye nanoantenner til forbedring af ultrahurtige trådløse forbindelser

Forskere fra Nanophotonic Technology Center (NTC) ved Polytechnic University of Valencia (UPV) har designet nye siliciumnanoantenner med direkte applikationer inden for kommunikation og databehandling til den næste generation af rekonfigurerbare fotoniske chips. Denne type konfiguration åbner døren til udviklingen af ​​nye miniaturenanobiosensorer og til design af fremtidige systemer og netværk baseret på kvanteoptik. UPV -forskernes arbejde er blevet offentliggjort i ACS Photonics tidsskrift.

Resultaterne af forskningen foretaget af NTC-UPV-teamet kombinerer fordelene ved dielektriske trådløse applikationer og fordelene ved plasmonik. Dette åbner vejen til en ny generation af ultraintegrerede hybridnetværk, hvilket er forskningens hovedbidrag.

"Vi eksperimentelt beviste den første trådløse dielektriske-plasmoniske forbindelse takket være en ny type dielektrisk nanoantenna, der overvinder begrænsningerne ved plasmonik, åbner døren til nye hybridkonfigurationer. De resultater, vi har opnået, har en direkte betydning i designet af rekonfigurerbare kommunikationsnetværk inde i chippen, i udviklingen af ​​ultrahurtige optiske enheder, og i den praktiske implementering af ultrakompakte biosensorer. Takket være plasmoniske strukturer, dette åbner også døren for oprettelsen af ​​grænseflader med fremtidige kvantesystemer, "siger Javier Martí, leder af Nanophotonic Technology Center i UPV.

Mere effektivt

Sergio Lechago, forsker ved NTC og medforfatter af undersøgelsen, forklarer, at plasmoniske enheder har muliggjort udviklingen af ​​vigtige applikationer inden for områder som spektroskopi, nærfelt og sansende optisk mikroskopi, takket være deres unikke evne til at manipulere lys på et nano -niveau.

Inden for kommunikationen integreret i chippen, plasmonics muliggør udvikling af ultrakompakte og overkommelige enheder (modulatorer, detektorer eller kilder), der kan fungere ved meget høje driftshastigheder med lavt energiforbrug. "Den naturlige måde at forbinde disse enheder i den optiske chip er ved at bruge metalliske nanoguides. at lede lys gennem disse enheder fører til meget store formeringstab og medfører visse begrænsninger med hensyn til rekonfigurerbarhed, "forklarer Carlos García Meca, fra NTC og medforfatter af undersøgelsen.

"Brugen af ​​plasmoniske nanoantenner er blevet foreslået for at erstatte og forbedre ydeevnen for guidede metalliske sammenkoblinger, men disse antenner har lav direktivitet og store tab, der forhindrer deres anvendelse i mange praktiske anvendelser. I dette arbejde, vi overvandt alle disse begrænsninger ved at introducere et nyt dielektrisk nanoantenna -design, der fungerer som en effektiv grænseflade til plasmoniske systemer. Dette gør det muligt at kombinere fordelene ved plasmonik med fordelene ved siliciumfotonik, hvilket kan føre til mere effektiv, hurtige og omkonfigurerbare chips, "tilføjer García Meca.

Dette nye gennembrud, der er udviklet i laboratorierne i Center for Nanofotonisk Teknologi i UPV, kan også anvendes på områder som biokemiske eller landbrugsfødevareindustrier, takket være den rolle, som disse hybridsystemer kan udføre som sensorer til flere formål, tillader lysets vekselvirkning med nanoskopiske organiske og uorganiske strukturer.