Plasmonit, jotka ovat metallien pinnalla liikkuvien elektronien aaltoja fotonien iskiessä siihen, ovat suuri lupaus mullistavasta tekniikasta nanoelektroniikassa. Nyt National University of Singaporen (NUS) tutkimusryhmä on keksinyt uuden "muuntimen", joka pystyy hyödyntämään plasmonien nopeuden ja pienen koon suurtaajuusinformaation käsittelyyn ja siirtoon nanoelektroniikassa.
Plasmonit ovat nopeuden suhteen verrattavissa fotoneihin ja ovat paljon pienempiä. Tämä ainutlaatuinen ominaisuus tekee niistä ihanteellisia integroitavaksi nanoelektroniikkaan. Mutta aiemmat yritykset käyttää niitä informaation kantajina eivät oikein ole onnistuneet.
- Tämä innovatiivinen muunnin voi suoraan muuntaa sähköisiä signaaleja plasmonisiksi signaaleiksi ja päinvastoin yhdellä askeleella. Meidän plasmonis-elektroninen muunnin on noin 10 000 kertaa pienempi kuin optiset elementit. Uskomme, että se voidaan helposti integroida olemassa olevaan elektroniikkaan ja sitä voidaan käyttää useissa sovelluksissa tulevaisuudessa, kertoo professori Christian Nijhuis, joka on tutkimusryhmän johtaja tämän läpimurron takana.
Useimmissa plasmoniikan sovelluksissa plasmoneja kiihdytetään kahdessa vaiheessa. Ensin elektroneja käytetään valon generoimiseen, joita vuorostaan käytetään sitten plasmonien eksitoimiseen.
Yhden askeleen muunnoksessa NUS-ryhmä käytti metalli-eriste-metalli -tunneliliitosta liitettynä plasmoniseen aaltojohteeseen, joka tuotti tehokkaan plasmonien generoinnin ja luennan.
- Näin voidaan toimia ilman valon lähdettä, joka vaatii useita vaiheita ja suuria optisia elementtejä, jotka vaikeuttavat integraatiota nanoelektroniikkaan. Laboratoriokokeilumme perusteella elektronin ja plasmonin muuntamisella on yli 10 prosentin hyötysuhde eli yli tuhat kertaa korkeampi kuin aiemmin on raportoitu, täydentää professori Nijhuis.
Tutkimusryhmä on jättänyt neljä patenttia keksinnöstään ja tekee yhteistyötä teollisuuskumppaneiden kanssa integroidakseen plasmon-elektroniset "muuntimet" olemassa oleviin tekniikoihin.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 31.10.2017
Kun verkkojen välisten yhdyskäytävien toteuttamisessa ollaan siirtymässä enenevässä määrin yhdessä tapahtuvaan reunalaskennan ja tekoälyn hyödyntämiseen, yksi järjestelmäkomponentti tahtoo jäädä turhan vähälle huomiolle: ihmisen ja koneen välisen rajapinnan toteuttava laite. Näin voi käydä esimerkiksi käytettäessä laitekehikkoja tai tietokonekoteloita järjestelmäarkkitehtuuriin kuuluvien edge-solmujen tekoälytoimintojen sijoituspaikkoina, kirjoittaa Advantech artikkelissaan.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
