Nano-Antenne

Jeden Tag schwirren riesige Datenmengen in Form von Lichtwellen, die über Glasfasern transportiert werden, durch das Internet. Aber unsere Computer sind immer noch auf elektrische Signale angewiesen, die durch Metalldrähte übertragen werden, die eine viel geringere Bandbreite haben.

wie weit können unsere augen sehen

Optische Verbindungen, die Licht durch das Labyrinth einer Platine leiten könnten, würden die Rechengeschwindigkeit erhöhen und Strom sparen, aber bisher haben sie es nicht aus dem Labor geschafft.

Das Internet ist kaputt

Diese Geschichte war Teil unserer Dezember-Ausgabe 2005



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Neue Forschungen könnten es Ingenieuren jedoch ermöglichen, nanoskalige Antennen zu bauen, die Licht in eine andere Art von Welle umwandeln, die sich durch Metall bewegen kann; Das Ergebnis könnten Datenübertragungsgeschwindigkeiten sein, die um Größenordnungen höher sind als die heutigen.

Der Schlüssel zu diesem Ansatz ist eine Goldkugel mit einem Durchmesser von nur 50 Nanometern. Ein Team der Rice University unter der Leitung von Peter Nordlander und Naomi Halas hat gezeigt, dass sich eine solche Kugel, wenn sie innerhalb weniger Nanometer um einen dünnen Goldfilm positioniert wird, wie eine winzige Antenne verhält, die Licht senden oder empfangen kann. Licht bestimmter Wellenlängen regt Teilchen an, die als Plasmonen bezeichnet werden, innerhalb der Nanosphäre. Dies wiederum induziert eine Plasmonenwelle im Goldfilm, die wieder in Licht umgewandelt werden könnte, wenn sie eine andere Nanokugel erreicht.

Variationen der Gold-Nanosphäre könnten es ermöglichen, bereits in Computerchips verwendete Materialien wie Kupfer und Aluminium als superschnelle optische Verbindungen zu nutzen, sagt Mark Brongersma, Materialwissenschaftler an der Stanford University. Eine Lichtwelle, die Daten codiert, würde auf eine Metall-Nanosphäre treffen und eine Plasmonenwelle erzeugen, die durch einen Metallstreifen oder -draht wandert und die Daten mit sich trägt.

Ein großer Vorteil des Ansatzes ist laut Brongersma, wie viel einfacher die Kugeln herzustellen sind als andere spezialisierte Antennen, deren Herstellung komplexe und teure optische Lithographietechniken erfordert. Das Schöne ist, dass man sie in großen Mengen herstellen kann, sagt Brongersma.

Der nächste Schritt des Rice-Teams: Verwenden von hohlen Gold-Nanoschalen anstelle von massiven Kugeln, um den Wellenlängenbereich des Lichts zu erweitern, den sie verwenden können. Um die Praktikabilität der Verwendung der Systeme als optische Verbindungen in Computerchips weiter zu untersuchen, haben sie eine Reihe von Experimenten mit Nanopartikeln und dünnen Drähten statt mit dünnen Filmen begonnen.

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