"Existe un fuerte impulso para fabricar dispositivos cada vez más pequeños, "Hui Cao le dice a PhysOrg.com". Sin embargo, existen limitaciones para lo que podemos hacer. Queremos dispositivos más rápidos que los que podemos obtener de la electrónica, por lo que buscamos fotónica. Desafortunadamente, fotónica, al mismo tiempo que tiene el potencial de ser mucho más rápido, son de mayor tamaño. Los dispositivos que usan electrones son más pequeños, en la nanoescala, mientras que los dispositivos fotónicos todavía están en la microescala, definida por la longitud de onda de la luz ".
Cao es científico de la Universidad de Yale, y ella explica que el mayor problema con la creación de dispositivos fotónicos a nanoescala para reemplazar los dispositivos electrónicos, como en interconexiones ópticas, es que la luz no se quedará confinada en la nanoescala. "Los fotones se filtran rápidamente, por lo que tiene que haber una forma de mantenerlos en su lugar para que haya suficiente tiempo para que realicen sus funciones. También es necesario realizar pequeñas fuentes de luz, como nanoláseres en chips, " ella dice.
En un esfuerzo por acercar los dispositivos nanofotónicos a la realización, Cao y Q.H. Canción, también en Yale, ideó una manera de que pudiera ser posible confinar la luz en nanoestructuras. Su trabajo se describe en Physical Review Letters:"Mejora del confinamiento óptico en nanoestructuras a través del acoplamiento de modo externo".
"Considere dos modos, ambos tienen bastante fugas, "Explica Cao." Hay un modo A y un modo B. Estos dos modos se pueden acoplar de modo que el modo A ceda parte de sus fugas al modo B. El modo A tiene menos fugas, mientras que el modo B tiene más fugas. Como resultado, ha aumentado de manera eficiente la vida útil del modo A. "
El aumento de la vida útil de uno de los modos de este acoplamiento proporciona justo lo que se necesita para crear una situación en la que la luz esté confinada. "Ya no se filtra tanto para la luz en el modo A, y hay más tiempo para realizar las funciones, "Dice Cao. También señala que este tipo de acoplamiento externo ha tenido éxito en otros campos." Es algo fundamental, y una vez que tenga la capacidad de mantener la luz en una nanoestructura, es posible contemplar dispositivos fotónicos más pequeños con capacidades de velocidad más allá de nuestros dispositivos electrónicos actuales ".
Hasta aquí, Cao y Song solo han presentado sus ideas en forma de simulaciones numéricas. "Todavía no tenemos resultados experimentales, pero nuestros extensos cálculos numéricos indican que esto debería ser posible, y un concepto similar se ha utilizado en otros campos, como la captura de resonancia en la física atómica y molecular. Sin embargo, este enfoque aún no se ha utilizado en nanofotónica ".
Cao cree que los principales obstáculos para los experimentos con esta idea incluyen el control fino de las nanoestructuras, así como el acceso a las instalaciones adecuadas. "Existe un desafío en el control preciso de las nanoestructuras, pero la tecnología existe para superar esto, "Dice Cao." Principalmente buscamos acceso a los tipos de instalaciones que pueden fabricar el tipo de estructura que proponemos. Creo que este tipo de estructura se puede hacer usando tecnología de nanofabricación, con la configuración correcta ".
Siempre que se pueda realizar un experimento para respaldar las simulaciones numéricas realizadas por Cao y Song, Existe la posibilidad de que esta técnica pueda ayudar a promover el uso de dispositivos nanofotónicos. "Es una especie de novela, la forma en que usamos la física fundamental para resolver este problema, "Dice Cao." También es realista, y algo que podría utilizarse prácticamente en el avance de la nanotecnología ".
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