Nanomáquina alimentada por luz

Un nanoláser de silicio utiliza la fuerza óptica para realizar el trabajo mecánico en un circuito eléctrico.

Desde la década de los 80, los investigadores han utilizado láseres para detener las vibraciones moleculares, con el fin de poder observar a las moléculas en su entorno natural. Ahora, los investigadores de la Universidad de Yale han utilizado la misma clase de fuerza óptica a nanoescala para controlar un circuito integrado. Su dispositivo podría sentar las bases para el desarrollo de rápidos chips ópticos de bajo consumo, del mismo modo que los transistores son la unidad de construcción de los actuales circuitos electrónicos. El nuevo dispositivo, un nanoresonador impulsado por luz, se podría utilizar también como detector químico extremadamente sensible. El trabajo supone un gran hito en la combinación de fuerzas mecánicas y ópticas a nanoescala.

Los chips que utilizan luz en lugar de electrones para transportar los datos deberían ser más rápidos y consumir menos energía que los circuitos integrados tradicionales, pero hasta ahora, incluso los chips ópticos más rápidos incorporan unos elementos eléctricos denominados moduladores. Estos moduladores codifican la luz con los datos convirtiendo la señal de la luz en electrones y luego otra vez en luz. Este paso extra hace que los chips ópticos resulten complejos y gasta energía. El circuito desarrollado por los investigadores de Yale, dirigidos por el profesor de ingeniería eléctrica Hong Tang, incorpora un modulador que funciona con luz, no con electrones.

El grupo de Yale inició su trabajo creando un chip óptico de silicio. Para fabricar el modulador, grabaron una pequeña parte de la guía de ondas, la delgada vía de silicio por la que viajan los fotones, en una barra de 500 nanometros de grosor.

Este láser de silicio, suspendido desde la superficie del chip de modo que se pueda doblar, tiene dos funciones: transporta la señal óptica y la modula. Tang y sus colegas enviaron una señal de luz a través del circuito integrado y, a continuación, iluminaron con luz láser el modulador nanoóptico, haciendo que oscilase arriba y abajo. Estas oscilaciones modulan la velocidad de la luz que viaja por el láser.

El equipo de Yale ha sido el primero en demostrar la existencia de esta fuerza óptica en un circuito integrado y el primero también en aprovecharla para fabricar un dispositivo que funciona. "Se puede dar un uso real a la fuerza de la luz", señala Tang. Su grupo ha demostrado también que se pueden hacer filas de cientos de resonadores en funcionamiento en un solo chip.

Fuente: Technology Review