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Verso minidispositivi di comunicazione di nuova generazione

La luce, gli elettroni e il magnetismo possono interagire in modi nuovi su piccola scala con promettenti potenzialità per reti di comunicazione avanzate. Alcuni scienziati finanziati dall'UE hanno fornito importanti meccanismi di controllo per sfruttare tale potenziale.
Verso minidispositivi di comunicazione di nuova generazione
L'elettronica è la tecnologia scelta per la maggior parte delle reti di comunicazione in miniatura (nanoreti). I chip però hanno il problema delle perdite di trasmissione di segnale a causa della resistenza (perdite di dissipazione) e di velocità di trasmissione relativamente basse. Le reti ottiche su nanoscala sono limitate nelle dimensioni dalla lunghezza d'onda della luce.

I materiali plasmonici sono metamateriali artificiali che sfruttano le oscillazioni coerenti degli elettroni (plasmoni di superficie (PS)) nell'interfaccia tra un metallo e un dielettrico. Quando i PS si uniscono a un fotone, nasce una polarizzazione plasmonica di superficie (PPS). La PPS si può propagare lungo la superficie del metallo permettendo una nuova forma di trasferimento di informazioni ad alta velocità in strutture su nanoscala.

Per essere utile nelle reti di comunicazione, la loro propagazione deve essere controllabile tramite interruttori. Uno dei modi per controllare i plasmoni potrebbe essere un campo magnetico. Alcuni scienziati hanno dato vita al progetto TASMANIA ("Theoretical study of molecular spin plasmonics for nanoscale communications"), finanziato dall'UE, per studiare questo potenziale.

I ricercatori hanno studiato le proprietà ottiche e la propagazione degli PS in guide d'onda magnetiche e cavità. Questo ha fornito informazioni importanti sulle condizioni che portano a diversi tipi di propagazione e sulle variazioni della distribuzione del campo elettrico e magnetico. Gli scienziati hanno dimostrato un effetto di commutazione risultante dall'asimmetria del campo elettrico. Hanno anche modificato la radiazione dalla cavità regolando la magnetizzazione della guida d'onda, dimostrando le potenzialità del controllo magnetico per commutare la propagazione di campo.

L'applicazione della plasmonica in reti di comunicazione su nanoscala offre una trasmissione di dati ad alta velocità con una perdita minima in dispositivi in miniatura rispetto alla tradizionale tecnologia elettrica o ottica. Per essere utile però la propagazione delle PPS deve essere controllabile tramite interruttori. TASMANIA ha fornito le prove teoriche e numeriche che sostengono l'uso di interruttori magnetici per controllare la propagazione PPS che migliorerà significativamente il futuro della nano comunicazione.

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