به کارگیری خواص کوانتومی الکترون در تراشه

هنگامی که فوتونی از پالس لیزری به یکی از الکترون های نام برده برخورد کند، آن الکترون، امواج پلاسمون¹ (plasmon wave)  به وجود می آورد. این امواج، به جای طول موج فوتون های در حال انتقال، وابسته به فرکانس های الکترون ارتعاشی هستند که طول موجی بسیار کوتاه تر از امواج الکترومغناطیسی دارند. طول موج کوتاه تر به معنای اجزا کوچک تر است. در نتیجه آنتن های پالاسمونی قادر هستند اطلاعات بیشتری را در فضایی بسیار محدود جابه جا کنند.

یکی دیگر از نکات کلیدی دستاورد مذکور به کارگیری طراحی نامتقارن در فرستنده و گیرنده است. البته پژوهشگران توضیح دادند این اولین بار نیست که از آنتن های پلاسمونی توسعه داده می شود؛ اما در گذشته از معماری متقارن بهره گرفته می شد که در نتیجه ی آن الکترون ها نمی توانستند به سادگی از شکاف عبور کنند. با وجود این در حالت نامتقارن امکان ارسال و دریافت سیگنال های قوی تر به وجود می آید.

دانشمندان اشاره کردند همه ی ساختار بالا در فضای بسیار کوچکی قرار گرفته اند. به عبارت دیگر فاصله ی بین دو نانوساختاری که سیگنال ها میان آنها جا به جا می شوند، تنها 10 میکرومتر است. طول هر پالس لیزری که الکترون را برانگیخته می کند، 20 فمتوثانیه است. در نتیجه در هر ثانیه، 50 تریلیون الکترون جا به جا خواهند شد. اگر هر یک از آنها تنها یک بیت با خود حمل کند، قابیلیت دستیابی به محدوده ی انتقال 10 تراهرتز فراهم می آید.

محققان شرح دادند دستاورد آنها قابل پیاده سازی روی تراشه های سیلیکونی است؛ اما هم اکنون به دنبال راهی برای کنترل پالس های لیزری هستند؛ زیرا از قدرت کافی برخودار نیستند. به علاوه در صورتی که توانایی مدیریت پالس ها به دست آید، می توان حتی به سرعت های بالاتری نیز دست پیدا کرد.

1. _{در فیزیک به نوسانات الکترون‌های آزاد یک محیط پلاسمایی، پلاسمون می‌گویند.}