17/11/2011 - Aplican la nanofotónica en la transmisión de datos informáticos

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Un equipo de investigadores de la Escuela de Ingeniería de Stanford, en EEUU, ha desarrollado un diodo emisor de luz ultrarrápido (LED, por sus siglas en inglés) a nanoescala que consume menos energía que los actuales sistemas basados en láser, y es capaz de transmitir datos a 10 mil millones de bits por segundo. Los investigadores afirman que este avance supone un gran paso hacia adelante hacia una transmisión de datos informáticos ultrarrápida, práctica y de bajo consumo.

La profesora de Ingeniería Eléctrica Jelena Vuckovic, autora principal del estudio, junto al estudiante Gary Shambat, ha descrito el nuevo dispositivo en un artículo publicado en 'Nature Communications'.

Vuckovic ya había creado a principios de este año un láser a nanoescala igual de eficaz y rápido, pero con el inconveniente de funcionar solo a temperaturas de unos 190 grados centígrados bajo cero, haciéndolo poco práctico para su uso comercial. El nuevo dispositivo, sin embargo, funciona a temperatura ambiente y puede, por tanto, significar un paso importante hacia los procesadores de nueva generación.

Creciente demanda de energía

"Las fuentes de luz de baja potencia, con control eléctrico, son de vital importancia para los sistemas ópticos de nueva generación óptica y las crecientes demandas de energía de la industria informática", afirma Vuckovic.

El nuevo LED es un tipo especial de diodo que emite luz más o menos a una sola longitud de onda, de forma muy similar a un láser. "Tradicionalmente, los ingenieros han pensado que sólo el láser puede comunicar a altas velocidades de datos y bajo consumo", explica Shambat, "pero nuestra tecnología nanofotónica puede realizar las mismas tareas que un láser usando menos energía".

En el corazón del nuevo dispositivo, los ingenieros han introducido pequeñas islas de arseniuro de indio, que, cuando son estimuladas con electricidad, producen luz. Estas islas están rodeadas de cristal fotónico --una serie de pequeños agujeros grabados en un semiconductor. El cristal fotónico sirve como un espejo que rebota la luz hacia el centro del dispositivo, confinándola en el interior del LED y haciéndola resonar a una frecuencia única. Según Vuckovic, "sin los ingredientes nanofotónicos -los puntos cuánticos y el cristal fotónico -es imposible producir un LED eficiente".

Los dispositivos existentes son en realidad dos, un láser y un modulador externo. Ambos necesitan energía eléctrica. El diodo de Vuckovic, sin embargo, combina la emisión de luz y las funciones de modulación en un solo dispositivo, lo que reduce drásticamente el consumo de energía.

"Nuestro dispositivo es entre 2.000 y 4.000 veces más eficiente que los mejores dispositivos en uso hoy en día", concluye Vuckovic.

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