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Creando los elementos de circuitos ópticos
Los investigadores en la Universidad de Pensilvania han indicado cómo crear a escala nanométrica algunos de los elementos más familiares de los circuitos (inductores, condensadores y resistencias) para que funcionen usando luz infrarroja o visible. Los investigadores describen cómo partículas a escala nanométrica de ciertos materiales, dependiendo de sus propiedades ópticas únicas, podrían actuar como los elementos de un circuito. Por ejemplo, partículas nanométricas de diversos metales, como el oro o la plata, podrían realizar la misma función manipulando una corriente "eléctrica" como lo hace un inductor en una placa base de circuitos.
La electrónica óptica haría posible crear procesadores de ordenador más rápidos, construir antenas de dimensiones nanométricas, o construir dispositivos de almacenamiento de datos más densos. La electrónica óptica también podría tener aplicaciones que simplemente no son posibles con la electrónica convencional, como la probabilidad de acoplar una señal electrónica a una molécula individual, o la creación de circuitos biológicos.
La longitud de onda de la luz visible puede medirse en centenares de nanómetros, y actualmente está disponible la tecnología para crear estructuras que operarían a una escala igual o más pequeña que la longitud de onda de la luz.
Antes de que pudieran describir cómo crear los elementos ópticos de circuitos, los diseñadores tenían que prever primero cómo podrían interactuar los materiales con la luz a escala nanométrica. Para lograrlo, estudiaron una propiedad crítica en la interacción básica de las ondas, la permitividad, que describe cómo una sustancia particular afecta al campo electromagnético. Si se forma una esfera pequeña, de alrededor de unas decenas de nanómetros de diámetro, permitividad y acción de la luz permiten interesantes efectos.
Según sus modelos, los investigadores demostraron que una esfera nanométrica, compuesta por un material no metálico como el vidrio, con una permitividad mayor que cero, actuaría como un condensador miniaturizado. Una esfera nanométrica hecha de un material metálico como el oro o la plata, con una permitividad menor que cero, actuaría como un inductor miniaturizado. Cualquiera de estos materiales también podría funcionar como una resistencia miniaturizada, dependiendo de cómo se consumiese la energía óptica en él.
Así, los diseñadores tienen ahora tres elementos básicos de un circuito. Superponiendo unos sobre los otros, sería posible crear combinaciones bastante avanzadas de circuitos. Incluso es viable usar estos elementos para crear nanolíneas de transmisión y nanocables.
Durante años, los elementos convencionales de los circuitos han sido los bloques básicos de construcción que han hecho posible la circuitería de bajas frecuencias, pero ahora los científicos tienen las herramientas para extender mucho más allá los límites de velocidad y potencia de la electrónica. Esta tecnología podría tener innumerables aplicaciones en productos para el consumidor, la instrumentación avanzada e incluso la medicina.
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