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Nano antenne
Chaque jour, de grandes quantités de données circulent sur Internet sous la forme d'ondes lumineuses véhiculées par des fibres optiques. Mais nos ordinateurs reposent toujours sur des signaux électriques traversant des fils métalliques, qui ont une bande passante beaucoup plus faible.
Des interconnexions optiques qui pourraient guider la lumière à travers le labyrinthe d'un circuit imprimé augmenteraient la vitesse de calcul et économiseraient de l'énergie, mais jusqu'à présent, elles n'ont pas réussi à sortir du laboratoire.
Cette histoire faisait partie de notre numéro de décembre 2005
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De nouvelles recherches, cependant, pourraient permettre aux ingénieurs de construire des antennes à l'échelle nanométrique qui transforment la lumière en un autre type d'onde qui peut se déplacer à travers le métal ; le résultat pourrait être des vitesses de transmission de données qui sont des ordres de grandeur plus élevés qu'aujourd'hui.
La clé de l'approche est une sphère d'or de seulement 50 nanomètres de diamètre. Une équipe de l'Université Rice dirigée par Peter Nordlander et Naomi Halas a montré qu'une telle sphère, lorsqu'elle est positionnée à quelques nanomètres d'un mince film d'or, se comporte comme une minuscule antenne qui peut émettre ou recevoir de la lumière. La lumière de longueurs d'onde spécifiques excite des particules appelées plasmons à l'intérieur de la nanosphère. Cela induit à son tour une onde plasmon dans le film d'or, qui pourrait être reconvertie en lumière lorsqu'elle atteint une autre nanosphère.
Des variations sur la nanosphère d'or pourraient permettre d'exploiter des matériaux déjà utilisés dans les puces informatiques, comme le cuivre et l'aluminium, en tant qu'interconnexions optiques ultrarapides, explique Mark Brongersma, scientifique des matériaux à l'Université de Stanford. Une onde lumineuse encodant des données frapperait une nanosphère métallique, générant une onde plasmon qui traverserait une bande ou un fil métallique, emportant les données avec elle.
Un énorme avantage de l'approche, dit Brongersma, est à quel point les sphères sont plus faciles à fabriquer que d'autres antennes spécialisées dont la fabrication nécessite des techniques de lithographie optique complexes et coûteuses. La belle chose est que vous pouvez les faire en grande quantité, dit Brongersma.
La prochaine étape de l'équipe Rice : utiliser des nanocoquilles d'or creuses plutôt que des sphères solides pour étendre la gamme de longueurs d'onde de la lumière qu'elles peuvent utiliser. Et pour examiner plus en détail la possibilité d'utiliser les systèmes comme interconnexions optiques dans les puces informatiques, ils ont commencé une série d'expériences avec des nanoparticules et des fils minces plutôt que des films minces.