Investigadores de la Universidad de Würzburg han desarrollado una antena de nanoescala accionada eléctricamente que genera luz infrarroja dirigida. La tecnología podría usarse para intercambiar datos entre diferentes núcleos de procesador con poca pérdida y a la velocidad de la luz.
La antena, llamada antena Yagi Uda, fue desarrollada por el grupo de trabajo de nano- óptica del profesor Bert Hecht. El nombre “Yagi-Uda” se deriva de los dos investigadores japoneses que inventaron la antena en la década de 1920, Hidetsugu Yagi y Shintaro Uda.
“Básicamente, funciona de la misma manera que sus hermanos mayores para las ondas de radio”, dijo el Dr. René Kullock, miembro del equipo de nano-óptica.
La primera antena Yagi-Uda con alimentación eléctrica del mundo fue construida en el Departamento de Física de la Universidad de Würzburg. Cortesía del Departamento de Física de Julius-Maximilians-Universität.
Se aplica un voltaje de CA que hace que los electrones en el metal vibren y que las antenas irradien ondas electromagnéticas.
“Sin embargo, en el caso de una antena Yagi-Uda, esto no ocurre de manera uniforme en todas las direcciones, sino a través de la superposición selectiva de las ondas radiadas utilizando elementos especiales, los llamados reflectores y directores”, dijo Kullock. “Esto da como resultado una interferencia constructiva en una dirección y una interferencia destructiva en todas las demás direcciones”.
La aplicación de las leyes de la tecnología de antenas a antenas a escala nanométrica que irradian luz es técnicamente un desafío. Anteriormente, los físicos de Würzburg pudieron demostrar que el principio de una antena de luz accionada eléctricamente funciona. Pero para hacer una antena Yagi-Uda relativamente compleja, tuvieron que proponer algunas ideas nuevas. Al final, tuvieron éxito gracias a una técnica de producción sofisticada.
“Bombardeamos oro con iones de galio, lo que nos permitió cortar la forma de la antena con todos los reflectores y directores, así como los cables de conexión necesarios de los cristales de oro de alta pureza con gran precisión”, dijo Hecht.
Luego, los investigadores colocaron una nanopartícula de oro en el elemento activo para que toque un cable del elemento activo, manteniendo una distancia de solo un nanómetro al otro cable.
“Esta brecha es tan estrecha que los electrones pueden cruzarla cuando se aplica voltaje usando un proceso conocido como túnel cuántico”, dijo Kullock.
Este movimiento de carga genera vibraciones con frecuencias ópticas en la antena, que se emiten en una dirección específica gracias a la disposición especial de los reflectores y directores.
“Esto nos ha permitido construir la fuente de luz eléctrica más pequeña del mundo hasta la fecha que es capaz de emitir luz en direcciones específicas”, dijo Hecht.
La antena necesitará un mayor desarrollo antes de usarse en la práctica. Los físicos tendrán que trabajar en la contraparte de la antena que recibe las señales de luz. La eficiencia y la estabilidad de la señal también deberán mejorarse.
Fuente:
Photonics. (2020, 10 enero). Nanoantenas para transferencia de datos. Recuperado 10 enero, 2020, de https://www.photonics.com/Articles/Nanoantennas_for_Data_Transfer/a65445