Cercetătorii de la ETH Zurich au venit cu un cip ultrarapid pentru a fi utilizat pentru conversia semnalelor electronice rapide direct în semnale luminoase ultrarapide, fără pierderi de calitate a semnalului. Este pentru prima dată când elementele electronice și cele luminoase au fost combinate pe același cip. Experimentul a fost realizat în colaborare cu parteneri din Germania, SUA, Israel și Grecia. Aceasta este piatra de temelie în termeni tehnici, deoarece în prezent, aceste elemente trebuie fabricate pe cipuri separate și apoi conectate cu fire.
Când semnalele electronice sunt convertite în semnale luminoase folosind cipuri separate, cantitatea de calitate a semnalului scade și viteza de transmitere a datelor folosind prea lumina este îngreunată. Cu toate acestea, acest lucru nu este cazul cu noul cip plasmonic care vine cu un modulator, o componentă pe cip care generează lumină de o intensitate dată prin conversia semnalelor electrice în unde de lumină. Dimensiunea redusă a modulatorului asigură că nu există pierderi de calitate și intensitate în procesul de conversie și lumina, mai degrabă datele sunt transmise rapid. Combinația electronică și plasmonică pe un singur cip face posibilă amplificarea semnalelor luminoase și asigură o transmisie mai rapidă a datelor.
Componentele electronice și fotonice sunt așezate strâns unele peste altele, ca două straturi, și sunt plasate direct pe cip folosind „via-on-chip” pentru a-l face cât mai compact posibil. Această stratificare a componentelor electronice și fotonice scurtează căile de transmisie și reduce pierderile din punct de vedere al calității semnalului. Această abordare este numită în mod adecvat „co-integrare monolitică” deoarece electronica și fotonica sunt implementate pe un singur substrat. Stratul fotonic de pe cip conține un modulator de intensitate plasmonică care ajută la convertirea semnalelor electrice în altele optice și mai rapide datorită structurilor metalice care canalizează lumina pentru a atinge viteze mai mari.
Cele patru semnale de intrare cu viteză mai mică sunt grupate și amplificate pentru a forma un semnal electric de mare viteză care este apoi transformat într-un semnal optic de mare viteză. Acest proces este cunoscut sub numele de „multiplexare 4: 1”, care a făcut pentru prima dată transmiterea de date pe un cip monolitic la o viteză de peste 100 de gigați pe secundă.posibil. Viteza mare a fost realizată prin combinarea plasmonicii cu electronica clasică CMOS și tehnologia BiCMOS chiar mai rapidă. În plus, au fost utilizate, de asemenea, materiale noi electro-optice, rezistente la temperatură, de la Universitatea din Washington și informații din proiectele Horizon 2020, PLASMOfab și plaCMOS. Cercetătorii sunt convinși că acest cip ultrarapid va deschide rapid calea pentru transmisia rapidă a datelor în rețelele optice de comunicații din viitor.