Los circuitos fotónicos, que usan luz para transmitir señales, son notablemente más rápidos que los circuitos electrónicos. Desafortunadamente, también son más grandes. Es difícil localizar la luz visible por debajo de su límite de difracción, alrededor de 200-300 nanómetros, y como componentes en semiconductores electrónicos.se han reducido a la escala nanométrica, la limitación del tamaño del circuito fotónico ha dado a los circuitos electrónicos una ventaja significativa, a pesar de la discrepancia de velocidad.
Ahora los investigadores de la Universidad de Rochester han demostrado un logro clave en la reducción de dispositivos fotónicos por debajo del límite de difracción, un paso necesario en el camino para hacer que los circuitos fotónicos sean competitivos con la tecnología actual. Los científicos desarrollaron un fotodetector a nanoescala que utiliza el material comúndisulfuro de molibdeno para detectar plasmones ópticos oscilaciones de electrones que viajan por debajo del límite de difracción y demostró con éxito que la luz puede conducir una corriente usando un nanocable de plata.
"Nuestros dispositivos son un paso hacia la miniaturización por debajo del límite de difracción", dijo Kenneth Goodfellow, un estudiante graduado en el laboratorio del Grupo de Optoelectrónica Cuántica y Metrología Óptica, Instituto de Óptica, Universidad de Rochester, Nueva York. "Esun paso hacia el uso de la luz para conducir, o al menos complementar los circuitos electrónicos para una transferencia de información más rápida ".
El equipo presentará su trabajo en Frontiers in Optics, la reunión y conferencia anual de The Optical Society en San José, California, EE. UU., El 22 de octubre de 2015.
El dispositivo se expande en el trabajo anterior demostrando que la luz podría transmitirse a lo largo de un nanocable de plata como un plasmón y reemitirse en el otro extremo, que estaba cubierto con escamas atómicamente delgadas de disulfuro de molibdeno MoS2.la luz correspondía al intervalo de banda de MoS2, en lugar de únicamente a la longitud de onda del láser, lo que demuestra que los plasmones efectivamente empujaron a los electrones en MoS2 a un estado de energía diferente.
"La siguiente idea natural sería ver si este tipo de dispositivo podría usarse como fotodetector", dijo Goodfellow.
Para hacer esto, el grupo transfirió un nanocable de plata recubierto en un extremo con MoS2 a un sustrato de silicio y depositó contactos metálicos en ese mismo extremo con litografía de haz de electrones. Luego conectaron el dispositivo al equipo para controlar su sesgo, o fijaron,voltaje y medir la corriente que lo atraviesa.
Cuando el extremo descubierto del cable se expuso a un láser, la energía se convirtió en plasmones, una forma de onda electromagnética que viaja a través de las oscilaciones en la densidad electrónica. Esta energía excitó electrónicamente un electrón una vez que alcanzó el extremo cubierto de disulfuro de molibdeno, generando efectivamente una corriente.
Al escanear el cable poco a poco con un láser, un proceso conocido como escaneo de trama, los investigadores pudieron medir la corriente en cada punto a lo largo del cable, descubriendo que era sensible a la polarización de la luz entrantey estaba más fuerte cuando la luz se polarizaba paralela al cable. También descubrieron que el dispositivo era sensible a la longitud de onda de excitación del láser, y el rendimiento se limitaba a longitudes de onda más cortas debido a la propagación ineficaz del plasmón y a longitudes de onda más largas debido al intervalo de bandade disulfuro de molibdeno.
"Los circuitos fotónicos completos están en algún momento en el futuro, pero este trabajo ayuda a alimentar el esfuerzo actual", dijo Goodfellow.
El trabajo futuro para el grupo incluye la reducción de la contaminación potencial en el ensamblaje del dispositivo mediante la transición a una transferencia completa en seco de cables y MoS2 a electrodos prefabricados, así como también a obtener un mejor control del proceso de dopaje MoS2 para agregar portadores de carga adicionales y mejorar la eficiencia del dispositivo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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