System-grafeno basado Ferroelectric Mejora Info Procesamiento

Esquema de una nanoestructura ferroeléctrico-grafeno ferroeléctrico.Diferentes ámbitos de ferroeléctricos pueden definir patrones de guía de onda densas en el grafeno. Plasmones terahercios en longitud de onda ultracorta pueden fluir en estas guías de onda. Gráfico cortesía de Qing Hu

Los investigadores del MIT han propuesto un nuevo sistema que combina los materiales ferroeléctricos, el tipo de uso frecuente para el almacenamiento de datos, con el grafeno, una forma bidimensional de carbono conocida por sus propiedades electrónicas y mecánicas excepcionales. La tecnología híbrida resultante podría llevar a chips informáticos y de almacenamiento de datos a acumular más y más componentes en un área determinada y son más rápidos. El nuevo sistema funciona mediante el control de las ondas llamadas plasmones superficiales. Estas ondas son oscilaciones de electrones confinados en las interfaces entre los materiales, en el nuevo sistema de las olas operan a frecuencias de terahercios. Estas frecuencias se encuentran entre las de la luz de infrarrojo lejano y las transmisiones de radio de microondas, y se consideran ideales para los dispositivos informáticos de última generación. Los resultados fueron publicados en un artículo en Applied Physics Letters por el profesor asociado de ingeniería mecánica Nicholas Fang, postdoc Dafei Jin y otros tres. El sistema proporcionaría una nueva forma de construir dispositivos interconectados que utilizan ondas de luz, como los cables de fibra óptica y chips fotónicos, con cables y aparatos electrónicos. Actualmente, dichos puntos de interconexión forman a menudo un cuello de botella que retarda la transferencia de datos y añade al número de componentes necesarios. nuevo sistema del equipo permite que las ondas que se concentran a escalas de longitud mucho más pequeñas, lo que podría conducir a un aumento de diez veces en la densidad de los componentes que se podrían colocar en una zona determinada de un chip, dice Fang. inicial del dispositivo de prueba de concepto del equipo utiliza una pequeña pieza de grafeno intercalada entre dos capas del material ferroeléctrico para hacer guías de onda plasmónica simples, conmutables. Este trabajo utiliza niobato de litio, pero muchos otros materiales podría ser utilizado, dicen los investigadores. La luz puede ser confinado en estas guías de onda a una parte en unos pocos cientos de la longitud de onda en el espacio libre, Jin dice, lo que representa un orden de mejora de magnitud por encima de cualquier sistema de guía de ondas comparables. "Esto abre las zonas interesantes para la transmisión y el procesamiento de señales ópticas", dice.

Por otra parte, el trabajo puede proporcionar una nueva forma de leer y escribir datos electrónicos en dispositivos de memoria ferroeléctricos a muy alta velocidad, dicen los investigadores del MIT.
Dimitri Basov, profesor de física en la Universidad de California en San Diego que no haya accedido a esta investigación, dice el equipo del MIT "propone una estructura plasmónica muy interesante, conveniente para la operación en el tecnológico significativo rango [terahertz]. Estoy seguro de que muchos grupos de investigación a tratar de poner en práctica estos dispositivos. "
Basov advierte, sin embargo, "La cuestión clave, como en toda la plasmónica, es pérdidas. Las pérdidas deben ser explorados y comprendidos a fondo. "
Además de Fang Jin, la investigación fue llevada a cabo por el estudiante graduado Anshuman Kumar, ex postdoc Kin Hung Fung (ahora en la Universidad Politécnica de Hong Kong), y el investigador científico junio Xu. Fue apoyado por la Fundación Nacional de la Ciencia y de la Fuerza Aérea Oficina de Investigación Científica.

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