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Hacia un nueva generación de minidispositivos de comunicación

La luz, los electrones y el magnetismo pueden interactuar de formas nuevas a escalas muy pequeñas con posibilidades prometedoras para las redes de comunicaciones avanzadas. Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea ha proporcionado mecanismos de control importantes para aprovechar este potencial.
Hacia un nueva generación de minidispositivos de comunicación
La electrónica es la tecnología de elección para la mayoría de las redes de comunicaciones en miniatura (nanorredes). No obstante, se producen muchas pérdidas durante la transmisión de la señal en los chips debido a la resistencia (pérdidas por disipación), así como a velocidades de transmisión relativamente bajas. El tamaño de las redes ópticas en la escala nanométrica está limitado por la longitud de onda de la luz.

Los materiales plasmónicos son metamateriales sintéticos que aprovechan las oscilaciones coherentes de los electrones (plasmones superficiales o SP) que se producen en la interfaz entre un metal y un dieléctrico. Cuando los SP se acoplan con un fotón, se forma un polaritón de plasmón superficial (SPP). El SPP se puede propagar por la superficie del metal, lo cual permite una nueva forma de transferencia de información a alta velocidad en estructuras a escala nanométrica.

Para que puedan ser útiles en redes de comunicaciones, es necesario poder controlar la propagación mediante conmutadores. Una posible forma de controlar los plasmones es mediante un campo magnético. Un grupo de científicos inició el proyecto «Theoretical study of molecular spin plasmonics for nanoscale communications» (TASMANIA), financiado por la Unión Europea, con el objetivo de investigar esta posibilidad.

Los investigadores estudiaron las propiedades ópticas y la propagación de los SP en guías de ondas y cavidades magnéticas. Esto proporcionó información importante sobre las condiciones que dan lugar a distintos tipos de propagaciones, así como a variaciones en la distribución de los campos eléctricos y magnéticos. Los científicos demostraron la existencia de un efecto de conmutación como resultado de una asimetría de campo eléctrico. También modificaron la radiación de la cavidad ajustando la magnetización de la guía de ondas, lo cual demuestra la posibilidad de utilizar el control magnético para conmutar la propagación del campo.

La aplicación de la plasmónica en las redes de comunicaciones a escala nanométrica ofrece una transmisión de datos a alta velocidad con pérdidas mínimas en dispositivos miniaturizados en comparación con la tecnología convencional eléctrica u óptica. No obstante, para que pueda ser útil, es necesario poder controlar los SPP mediante conmutadores. TASMANIA proporcionó evidencia teórica y numérica de las posibilidades de uso de conmutadores magnéticos para controlar la propagación de SPP que mejorará de forma importante el futuro de las nanocomunicaciones.

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