211service.com
Nano antenn
Stora mängder data glider över internet varje dag i form av ljusvågor som förmedlas av optiska fibrer. Men våra datorer är fortfarande beroende av elektriska signaler som går genom metalltrådar, som har mycket lägre bandbredd.
Optiska sammankopplingar som kan leda ljus genom labyrinten på ett kretskort skulle öka beräkningshastigheten och spara ström, men än så länge har de inte tagit sig ur labbet.
Den här historien var en del av vårt decembernummer 2005
- Se resten av frågan
- Prenumerera
Ny forskning kan dock göra det möjligt för ingenjörer att bygga antenner i nanoskala som förvandlar ljus till en annan sorts våg som kan röra sig genom metall; resultatet kan bli dataöverföringshastigheter som är storleksordningar högre än dagens.
Nyckeln till tillvägagångssättet är en guldsfär bara 50 nanometer i diameter. Ett team från Rice University under ledning av Peter Nordlander och Naomi Halas har visat att en sådan sfär, när den placeras inom några nanometer från en tunn guldfilm, kommer att bete sig som en liten antenn som kan sända eller ta emot ljus. Ljus med specifika våglängder exciterar partiklar som kallas plasmoner inne i nanosfären. Detta inducerar i sin tur en plasmonvåg i guldfilmen, som kan omvandlas tillbaka till ljus när den når en annan nanosfär.
Variationer på guldnanosfären kan göra det möjligt att utnyttja material som redan används i datorchips, som koppar och aluminium, som supersnabba optiska sammankopplingar, säger Mark Brongersma, materialforskare vid Stanford University. En ljusvågskodande data skulle träffa en nanosfär av metall och generera en plasmonvåg som skulle färdas genom en metallremsa eller tråd och bära data med sig.
En stor fördel med tillvägagångssättet, säger Brongersma, är hur mycket enklare sfärerna är att göra än andra specialiserade antenner vars tillverkning kräver komplexa och dyra tekniker för optisk litografi. Det vackra är att man kan göra dem i stora mängder, säger Brongersma.
Rice-teamets nästa steg: att använda ihåliga nanoskal i guld istället för solida sfärer för att utöka ljusets våglängder de kan använda. Och för att ytterligare undersöka det praktiska i att använda systemen som optiska sammankopplingar i datorchips har de påbörjat en serie experiment med nanopartiklar och tunna ledningar snarare än tunna filmer.