211service.com
Nano-antenne
Elke dag razen enorme hoeveelheden gegevens over het internet in de vorm van lichtgolven die worden overgebracht door optische vezels. Maar onze computers zijn nog steeds afhankelijk van elektrische signalen die door metalen draden gaan, die een veel lagere bandbreedte hebben.
Optische verbindingen die licht door het labyrint van een printplaat zouden kunnen leiden, zouden de rekensnelheid verhogen en energie besparen, maar tot nu toe zijn ze het lab niet uitgekomen.
Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van december 2005
- Zie de rest van het nummer
- Abonneren
Nieuw onderzoek kan ingenieurs echter in staat stellen om antennes op nanoschaal te bouwen die licht veranderen in een ander soort golf die door metaal kan bewegen; het resultaat zou datatransmissiesnelheden kunnen zijn die orden van grootte hoger zijn dan die van vandaag.
De sleutel tot de aanpak is een gouden bol met een diameter van slechts 50 nanometer. Een team van Rice University onder leiding van Peter Nordlander en Naomi Halas heeft aangetoond dat zo'n bol, wanneer deze zich binnen enkele nanometers van een dunne goudfilm bevindt, zich zal gedragen als een kleine antenne die licht kan verzenden of ontvangen. Licht met specifieke golflengten prikkelt deeltjes die plasmonen worden genoemd in de nanosfeer. Dit induceert op zijn beurt een plasmongolf in de goudfilm, die weer in licht kan worden omgezet wanneer deze een andere nanosfeer bereikt.
Variaties op de gouden nanosfeer zouden het mogelijk kunnen maken om materialen die al in computerchips worden gebruikt, zoals koper en aluminium, te gebruiken als supersnelle optische verbindingen, zegt Mark Brongersma, materiaalwetenschapper aan de Stanford University. Een lichtgolf die gegevens codeert, zou een metalen nanosfeer raken en een plasmongolf genereren die door een metalen strip of draad zou gaan en de gegevens met zich mee zou dragen.
Een enorm voordeel van de aanpak, zegt Brongersma, is dat de bollen veel gemakkelijker te maken zijn dan andere gespecialiseerde antennes waarvan de fabricage complexe en dure optische-lithografietechnieken vereist. Het mooie is dat je ze in grote hoeveelheden kunt maken, zegt Brongersma.
De volgende stap van het Rice-team: holle gouden nanoschillen gebruiken in plaats van massieve bollen om het bereik van golflengten van licht dat ze kunnen gebruiken uit te breiden. En om de bruikbaarheid van het gebruik van de systemen als optische verbindingen in computerchips verder te onderzoeken, zijn ze een reeks experimenten begonnen met nanodeeltjes en dunne draden in plaats van dunne films.