Hacia los chips ópticos regrabables y borrables

El concepto de los sistemas ópticos regrabables, en el que se basan algunas modalidades de dispositivos de almacenamiento óptico, por ejemplo de tipo CD y DVD, no se ha podido aprovechar hasta el máximo de su potencial teórico. El principal obstáculo para ello ha sido que precisan de fuentes de luz voluminosas y exclusivas, así como otros componentes en situación parecida.

Este obstáculo podría estar cerca de ser superado gracias a una innovación reciente que permite que se produzcan tanto la escritura, como el borrado y la reescritura en un nanomaterial bidimensional (2D, con grosor de un átomo o poco más) lo que abre el camino hacia chips y circuitos ópticos de tamaños nanométricos.

Para desarrollar circuitos nanofotónicos regrabables integrados, es necesario confinar luz dentro de un plano bidimensional, donde esta pueda viajar en él a lo largo de una gran distancia, y ser controlada de forma arbitraria en cuanto a su dirección de propagación, amplitud, frecuencia y fase. Un nuevo material, un híbrido, posibilita el desarrollo de tales circuitos.

El citado nuevo material, desarrollado por el equipo de Yuebing Zheng, de la Escuela Cockrell de Ingeniería en la Universidad de Texas, en la ciudad estadounidense de Austin, se caracteriza por una superficie plasmónica, que está hecha de nanopartículas de aluminio, encima de la cual se asienta una capa de polímero de 280 nanómetros que posee integradas moléculas capaces de reaccionar a la luz. Debido a las interacciones de mecánica cuántica con la luz, las moléculas pueden volverse transparentes, permitiendo que las ondas de luz se propaguen, o pueden adoptar un estado en el que la absorban.

Recreación artística de chip óptico. (Imagen: Jorge Munnshe en NCYT de Amazings)

Otra ventaja del material es que puede operar simultáneamente en dos modos de transporte de la luz, lo que se describe como un modo híbrido. El modo de guía de ondas dieléctrica del material puede guiar la propagación de la luz a lo largo de grandes distancias, mientras que el modo plasmónico es capaz de amplificar drásticamente las señales lumínicas dentro de un espacio más pequeño.

Información adicional