p Uma equipe de pesquisa da Universidade Nacional de Cingapura inventou recentemente um novo "conversor" que pode aproveitar a velocidade e o tamanho pequeno dos plasmons para processamento e transmissão de dados de alta frequência em nanoeletrônica. p Avanço em nanoeletrônica, que é o uso da nanotecnologia em componentes eletrônicos, foi alimentado pela necessidade cada vez maior de reduzir o tamanho dos dispositivos eletrônicos em uma tentativa de produzir menores, gadgets mais rápidos e inteligentes, como computadores, dispositivos de armazenamento de memória, monitores e ferramentas de diagnóstico médico.

p Enquanto a maioria dos dispositivos eletrônicos avançados são alimentados por fotônica - o que envolve o uso de fótons para transmitir informações - os elementos fotônicos são geralmente grandes em tamanho e isso limita muito seu uso em muitos sistemas nanoeletrônicos avançados.

p Plasmons, que são ondas de elétrons que se movem ao longo da superfície de um metal depois que ele é atingido por fótons, é uma grande promessa para tecnologias disruptivas em nanoeletrônica. Eles são comparáveis ​​aos fótons em termos de velocidade (eles também viajam com a velocidade da luz), e eles são muito menores. Esta propriedade única dos plasmons os torna ideais para integração com nanoeletrônica. Contudo, as tentativas anteriores de utilizar plasmons como portadores de informações tiveram pouco sucesso.

p Lidando com essa lacuna tecnológica, uma equipe de pesquisa da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) inventou recentemente um novo "conversor" que pode aproveitar a velocidade e o tamanho pequeno dos plasmons para processamento e transmissão de dados de alta frequência em nanoeletrônica.

p "Este transdutor inovador pode converter diretamente sinais elétricos em sinais plasmônicos, e vice versa, em uma única etapa. Ao unir plasmonics e eletrônicos em nanoescala, podemos potencialmente fazer os chips funcionarem mais rápido e reduzir as perdas de energia. Nosso transdutor plasmônico-eletrônico tem cerca de 10, 000 vezes menor do que elementos ópticos. Acreditamos que ele pode ser prontamente integrado às tecnologias existentes e potencialmente usado em uma ampla gama de aplicações no futuro, "explicou o professor associado Christian Nijhuis do Departamento de Química da Faculdade de Ciências da NUS, quem é o líder da equipe de pesquisa por trás dessa descoberta.

p Esta nova descoberta foi relatada pela primeira vez no jornal Nature Photonics em 29 de setembro de 2017.

p Da eletricidade aos plasmons em uma única etapa

p Na maioria das técnicas de plasmônica, plasmons são excitados em duas etapas - elétrons são usados ​​para gerar luz, que por sua vez é usado para excitar plasmons. Para converter sinais elétricos em sinais plasmônicos, e vice versa, em uma única etapa, a equipe NUS empregou um processo chamado tunelamento, em que os elétrons viajam de um eletrodo para outro eletrodo, e fazendo isso, excite plasmons.

p "O processo de duas etapas é demorado e ineficiente. Nossa tecnologia se destaca por fornecer uma solução completa para a conversão de sinais elétricos em sinais plasmônicos. Isso pode ser alcançado sem uma fonte de luz, que requer várias etapas e grandes elementos ópticos, complicando a integração com nanoeletrônica. Com base em nossos experimentos de laboratório, a conversão elétron-para-plasmão tem uma eficiência de mais de 10 por cento, mais de 1, 000 vezes mais do que relatado anteriormente, "adicionou Assoc Prof Nijhuis, que também é do NUS Center for Advanced 2-D Materials e do NUS Nanoscience and Nanotechnology Institute.

p Este trabalho inovador foi realizado em colaboração com o Dr. Chu Hong Son do Instituto de Computação de Alto Desempenho da Agência para a Ciência, Tecnologia e Pesquisa.

p Os pesquisadores planejam realizar mais estudos para reduzir o tamanho do dispositivo para que ele possa operar em frequências muito mais altas. A equipe também está trabalhando na integração dos transdutores com guias de onda plasmônica mais eficientes para um melhor desempenho.