Cada segundo, su computadora debe procesar miles de millones de pasos computacionales para producir incluso los resultados más simples. Imagínese si cada uno de esos pasos pudiera hacerse un poquito más eficiente. "Ahorraría preciosos nanosegundos, ", explicó el profesor asistente de física de la Northeastern University Swastik Kar.

Kar y su colega Yung Joon Jung, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica e Industrial, han desarrollado una serie de dispositivos novedosos que hacen precisamente eso. Su trabajo fue publicado recientemente en la revista Fotónica de la naturaleza .

El año pasado, el dúo interdisciplinario combinó su experiencia:Kar en grafeno, un material a base de carbono conocido por su resistencia y conductividad, y Jung en la mecánica de los nanotubos de carbono, que son láminas de grafeno enrolladas del tamaño de un nanómetro, para desenterrar un fenómeno físico que podría marcar el comienzo de una nueva ola de productos electrónicos altamente eficientes.

Descubrieron que las corrientes eléctricas inducidas por la luz aumentan mucho más bruscamente en la intersección de los nanotubos de carbono y el silicio. en comparación con la intersección de silicio y metal, como en los dispositivos fotodiodos tradicionales. "Ese fuerte aumento nos ayuda a diseñar dispositivos que se pueden encender y apagar con luz, "Dijo Kar.

Este hallazgo tiene importantes implicaciones para realizar cálculos, cuales, en lenguaje sencillo, también dependen de una serie de interruptores de encendido y apagado. Pero para acceder a la información valiosa que se puede almacenar en estos conmutadores, también debe ser transferido ay procesado por otros conmutadores. "La gente cree que la mejor computadora sería aquella en la que el procesamiento se realiza mediante señales eléctricas y la transferencia de la señal mediante óptica, "Dijo Kar.

Esto no es demasiado sorprendente, ya que la luz es extremadamente rápida. Los dispositivos de Kar y Jung, que son los primeros en integrar propiedades electrónicas y ópticas en un solo chip electrónico, representan un avance fundamental para hacer realidad esta computadora de ensueño.

El modelado computacional de estas uniones se realizó en estrecha colaboración con el grupo de Young-Kyun Kwon, profesor de la Universidad de Kyung Hee, En Seúl, Corea.

En el nuevo periódico, el equipo presenta tres nuevos dispositivos de este tipo. La primera es la llamada puerta Y, que requiere una entrada tanto electrónica como óptica para generar una salida. Este interruptor solo se activa si ambos elementos están activados.

El segundo dispositivo, una puerta OR, puede generar una salida si se activa cualquiera de los dos sensores ópticos. Esta misma configuración también se puede utilizar para convertir señales digitales en analógicas, una capacidad importante para acciones como convertir el contenido digital de un archivo MP3 en música real.

Finalmente, Kar y Jung también construyeron un dispositivo que funciona como la parte frontal de un sensor de cámara. Consta de 250, 000 dispositivos en miniatura ensamblados sobre una superficie centímetro a centímetro. Si bien este dispositivo requeriría una mayor integración para ser completamente viable, permitió al equipo probar la reproducibilidad de su proceso de ensamblaje.

"El método de Jung es una técnica de clase mundial, ", Dijo Kar." Realmente nos ha permitido diseñar muchos dispositivos que son mucho más escalables ".

Mientras que las computadoras procesan miles de millones de pasos computacionales cada segundo, mejorar su capacidad para realizar esos pasos, Kar dijo, comienza con la "demostración de mejorar uno solo". Que es exactamente lo que han hecho.