A fotônica de silício promete reduzir o consumo de energia e aumentar o desempenho do computador. Para abandonar o fluxo de elétrons e mudar para fótons, é necessário, de uma forma ou de outra, harmonizar a interação dos fótons com os materiais do chip e desenvolver muitas novas maneiras de controlá-los. Mas primeiro é necessário aumentar a densidade energética da “luz”, para a qual ela é desacelerada com perdas mínimas, o que cientistas da China conseguiram fazer.
Fonte da imagem: Xinhua
Em uma edição recente da revista Nano Letters, uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia Avançada de Shenzhen da Academia Chinesa de Ciências relatou que havia criado um metamaterial capaz de desacelerar a luz por um fator de 10.000 com uma perda de 20% em comparação com tentativas anteriores. Isto significa que a luz viaja através do chip (canal) com menos absorção e baixa dispersão. Isso aumenta significativamente a eficiência energética e reduz a geração de calor, enquanto o aumento na densidade de energia devido ao efeito de desaceleração da luz fornece alavancas tangíveis para controlar o sinal luminoso – isso já pode ser trabalhado em problemas aplicados, dizem os pesquisadores.
Os cientistas conseguiram este resultado usando uma superfície especialmente estruturada. Discos de silício de 100 nm foram colocados sequencialmente nele na forma de uma estrutura de rede periódica. Eles desempenharam o papel de ressonadores que alteravam as amplitudes e fases do sinal de entrada. Ao mesmo tempo, uma propriedade importante do metamaterial era a capacidade de “empurrar” fótons de dentro do material para sua superfície, devido à qual a absorção estava quase ausente. Além disso, fótons únicos espalhados no processo foram novamente direcionados na direção desejada com a ajuda de estruturas vizinhas, o que também reduziu as perdas e possibilitou um aproveitamento mais completo da luz (sinal) recebida.
«Usando a tecnologia de metassuperfície, os chips fotônicos podem ser finos, como adesivos ou blocos de construção, permitindo que sejam empilhados funcionalmente, dizem os desenvolvedores. “Ao usar o efeito de luz em câmera lenta, o desempenho pode ser significativamente melhorado.”