p Você acha que seu computador é rápido o suficiente? Pense de novo. Os computadores do futuro poderiam funcionar quase na velocidade da luz! Nanofotônica, o estudo da luz em escala nanométrica, poderia de fato trazer a velocidade de nossa tecnologia a um nível completamente diferente. O Centro de Física Nanoestruturada Integrada (CINAP) do Instituto de Ciências Básicas (IBS) desenvolveu três componentes principais de um circuito que funciona com luz. Publicado em Nature Communications , esses dispositivos combinam as vantagens da fotônica e da eletrônica na mesma plataforma. p Enquanto estamos diminuindo a velocidade nos aproximando do ponto final da Lei de Moore:um estado onde fisicamente não podemos encolher muito mais a dimensão de nossos transistores; o futuro do processamento de big data requer computadores de alto desempenho com operações de maior velocidade. Os pesquisadores avaliam que, se construirmos computadores que processam informações através da luz, em vez de elétrons, computador será capaz de trabalhar mais rápido. Contudo, em dimensões nanométricas, o comprimento de onda da luz é maior que o diâmetro da fibra de silício e por isso alguma luz pode ser perdida. Uma solução para controlar a propagação da luz na matéria pode vir de plasmons de superfície. Estas são ondas eletromagnéticas que se propagam ao longo da superfície de alguns materiais condutores como a prata, ouro, alumínio e cobre. Usando plasmons de superfície, as informações ópticas podem ser transmitidas quase na velocidade da luz e em volumes extremamente diminutos.

p Usando plasmons de superfície em nanofios de prata e semicondutores 2D como dissulfeto de molibdênio (MoS2), Os cientistas do IBS construíram três componentes principais para comunicação óptica:transistores ópticos, multiplexadores óticos e detectores óticos de sinais.

p Esses dispositivos funcionam graças a um fenômeno denominado interconversão plasmon-exciton-plasmon.

p Os cientistas do IBS construíram o transistor óptico interconectando o nanofio de prata a um floco de MoS2. A luz que brilha no dispositivo é convertida em plasmon de superfície, do que exciton, de volta ao plasmon da superfície e eventualmente emitido como luz com um comprimento de onda mais curto em comparação com a entrada inicial. Por exemplo, se a luz de entrada é verde, a luz de saída pode ser vermelha.

p Dispositivos de multiplexação de comprimento de onda foram realizados de forma semelhante, mas em vez de ter apenas um floco de MoS2, os pesquisadores usaram uma matriz de três materiais semicondutores 2D diferentes que emitem luz em diferentes comprimentos de onda. Nesta estrutura, por exemplo, uma única luz de entrada (cor violeta) gera três luzes de saída (azul, verde e vermelho).

p Os sinais ópticos de propagação ao longo do nanofio de prata também podem ser transformados e detectados como sinais elétricos por um detector de sinal óptico.

p "A originalidade deste artigo surge da interconversão exciton-plasmon. Publicamos antes da conversão de exciton para plasmon, e de plasmon para exciton usando híbridos de nanofio de prata / semicondutor 2D, mas esta é a primeira vez que podemos completar o círculo que vai dos plasmons aos excitons e de volta aos plasmons. Usando este conceito, criamos transistores ópticos e multiplexadores, "explica o professor Hyun Seok Lee, primeiro autor deste estudo.