(PhysOrg.com) -- "Si vous ouvrez presque n'importe quel gadget électronique, vous verrez divers éléments qui fonctionnent à l'aide de circuits électriques, " raconte Nader Engheta PhysOrg.com . "Beaucoup d'entre eux ont des fonctionnalités différentes, tels que les inducteurs, condensateurs, résistances, transistor, et ainsi de suite. Ces éléments bien connus existent depuis des décennies. Mais et si vous pouviez amener ces concepts à l'échelle nanométrique, et s'ils pouvaient fonctionner avec de la lumière au lieu de l'électricité ?"

Engheta, un scientifique de l'Université de Pennsylvanie, avec Andrea Alů, croient qu'il est possible de créer une carte de circuit imprimé à l'échelle nanométrique qui a le potentiel d'être utile dans les communications. Engheta et Alů décrivent leur concept de circuit optique nanométrique en Lettres d'examen physique :"Carte de circuit de métamatériau tout optique à l'échelle nanométrique."

"Si vous passez à l'échelle nanométrique, " explique Engheta, "il faudrait concevoir des nanoparticules qui agissent effectivement comme les éléments vus dans les dispositifs actuels. Il faudrait créer des nanoparticules d'une forme spécifique, et fabriqués à partir de matériaux spécifiques, qui leur permettrait de jouer le rôle de condensateurs, résistances, et d'autres éléments bien connus."

Il y a trois avantages principaux à utiliser des circuits imprimés à nanoparticules optiques, dit Engheta. Tout d'abord, pouvoir miniaturiser davantage divers appareils de communication garantirait que la technologie continue d'évoluer. « Nous nous dirigeons vers le compactage de plus en plus d'informations dans un volume plus petit. » Le deuxième avantage est que l'utilisation de fréquences optiques fournirait plus de bande passante. Finalement, il existe une possibilité très réelle que les circuits imprimés à l'échelle nanométrique, correctement construit, consommerait moins d'énergie. « Nous devons examiner davantage cette possibilité, mais il est fort probable que les circuits imprimés à nanoparticules optiques soient de nature à faible énergie, », insiste Engheta.

Jusque là, Engheta et Alů n'ont utilisé que des simulations informatiques pour tester leurs idées liées aux circuits imprimés à l'échelle nanométrique. Le groupe Engheta est, cependant, travailler à une réalisation expérimentale de leurs théories avec une preuve de concept pour les éléments de circuit localisés. « Ce que nous avons proposé est compatible avec les techniques de nanofabrication déjà utilisées aujourd'hui, ", dit Engheta. « Nous sommes en train d'essayer de construire des nanofils pour servir de preuve de concept pour les éléments de circuit optique localisés, et j'espère que nous verrons des résultats dans les six prochains mois environ.

L'un des plus grands défis pour réaliser ce type de circuits à l'échelle nanométrique est qu'il est difficile de former les structures nécessaires à une si petite taille. "En outre, ” Engheta admet, « nous aurions à mettre ces structures les unes à côté des autres selon des modèles spécifiques. C'est faisable, en utilisant les techniques actuelles de nanofabrication, mais pas facile. Le processus de fabrication comprendrait la création de structures à partir de métamatériaux et un processus imitant les circuits électroniques que nous connaissons mieux. « Une de nos idées est de découper une rainure dans le matériau, celui qui pourrait contenir la lumière utilisée dans le circuit imprimé, pour connecter des nanoparticules entre elles. Ce serait similaire à la façon dont les fils connectent divers éléments dans les appareils électroniques. »

Une fois la preuve de concept réalisée pour ce circuit imprimé, Engheta espère faire passer les nanocommunications optiques à un autre niveau. « Nous étendons notre concept à d'autres éléments non linéaires, " il dit. « Cela pourrait nous permettre de développer des commutateurs, ouvrant la porte au calcul.

Plus d'information: Andrea Alů et Nader Engheta, "Toutes les cartes de circuits de métamatériaux optiques à l'échelle nanométrique, " Lettres d'examen physique (2009). Disponible en ligne :link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.103.143902

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