Un dron militar que volaba en una misión de reconocimiento es capturado detrás de las líneas enemigas, poner en marcha un equipo de ingenieros que necesitan eliminar de forma remota información confidencial contenida en los chips del dron. Debido a que los chips son ópticos y no electrónicos, los ingenieros ahora pueden simplemente enviar un rayo de luz ultravioleta al chip para borrar instantáneamente todo el contenido. Desastre evitado.

Este chip al estilo de James Bond está más cerca de la realidad debido a un nuevo desarrollo en un nanomaterial desarrollado por Yuebing Zheng, profesor de ingeniería mecánica y ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería Cockrell. Su equipo describió sus hallazgos en la revista. Nano letras el 10 de noviembre.

"Las moléculas de este material son muy sensibles a la luz, para que podamos usar una luz ultravioleta o longitudes de onda de luz específicas para borrar o crear componentes ópticos, ", Dijo Zheng." Potencialmente, podríamos incorporar este LED en el chip y borrar su contenido de forma inalámbrica. Incluso podríamos programarlo para que desaparezca después de un cierto período de tiempo ".

Para probar su innovación, los investigadores utilizaron un láser verde para desarrollar una guía de ondas, una estructura o túnel que guía las ondas de luz de un punto a otro, en su nanomaterial. Luego borraron la guía de ondas con una luz ultravioleta, y lo reescribí en el mismo material usando el láser verde. Los investigadores creen que son los primeros en reescribir una guía de ondas, que es un componente fotónico crucial y un bloque de construcción para circuitos integrados, utilizando una técnica totalmente óptica.

Su principal avance es un nanomaterial híbrido especialmente diseñado que es similar al juguete Etch-A-Sketch de un niño:solo el material se basa en moléculas pequeñas y ligeras para dibujar, eliminar y reescribir componentes ópticos. Los ingenieros y científicos están interesados ​​en componentes regrabables que utilizan luz en lugar de electricidad para transportar datos porque tienen potencial para hacer dispositivos más rápido. más pequeños y más eficientes energéticamente que los componentes hechos de silicio.

El concepto de óptica regrabable, que sustenta los dispositivos de almacenamiento óptico como CD y DVD, se ha perseguido intensamente. El inconveniente de los CD, DVD y otros componentes ópticos regrabables de última generación es que requieren un volumen voluminoso, fuentes de luz independientes, Detectores de luz y medios ópticos.

A diferencia de, la innovación de UT Austin permite escribir, borrar y reescribir todo sucede en el nanomaterial bidimensional (2-D), que allana el camino para circuitos y chips ópticos a nanoescala.

"Para desarrollar circuitos nanofotónicos integrados regrabables, uno tiene que poder confinar la luz dentro de un plano 2-D, donde la luz puede viajar en el avión a una larga distancia y ser controlada arbitrariamente en términos de su dirección de propagación, amplitud, frecuencia y fase, ", Dijo Zheng." Nuestro material, que es un híbrido, permite desarrollar circuitos nanofotónicos integrados regrabables ".

El material de los investigadores comienza con una superficie plasmónica, que se compone de nanopartículas de aluminio, encima del cual se encuentra una capa de polímero de 280 nanómetros incrustada con moléculas que pueden responder a la luz. Debido a las interacciones de la mecánica cuántica con la luz, las moléculas pueden volverse transparentes, permitiendo que las ondas de luz se propaguen, o pueden absorber la luz.

Otra ventaja del material es que puede operar dos modos de transporte de luz simultáneamente, llamado modo híbrido. El modo de guía de onda dieléctrica del material puede guiar la propagación de la luz a una larga distancia, mientras que el modo plasmónico es capaz de amplificar dramáticamente las señales de luz dentro de un espacio más pequeño.

"El modo híbrido aprovecha las ventajas del modo de guía de ondas dieléctrica y del modo de resonancia plasmónica, y los combina juntos mientras elude los límites de cada uno, ", Dijo Zheng." Nos dimos cuenta de un control totalmente óptico a través de una técnica, llamado Rabi fotoconmutable dividido, cuales, por primera vez, se puede lograr en el modo híbrido de guía de ondas de plasmón ".

La integración entre estos dos modos mejora significativamente las prestaciones de la cavidad óptica en este nanomaterial híbrido, que presenta un factor de alta calidad y una baja pérdida óptica y, por lo tanto, maximiza el acoplamiento entre las moléculas y el modo híbrido.

Hay desafíos que deben abordarse antes de que se pueda diseñar un chip óptico o un circuito nanofotónico utilizando este material. Zheng dijo:incluida la optimización de las moléculas para mejorar la estabilidad de las guías de onda regrabables y su rendimiento para las comunicaciones ópticas.