Transístor de luz vem pronto dentro de um nanodiamante

Transístor de luz vem pronto dentro de um nanodiamante: O transístor óptico abre caminho para os processadores de luz porque funciona a temperatura ambiente

Transístor de luz

Para criar um processador fotônico - um processador que use luz em vez de eletricidade - é necessário substituir os transistores eletrônicos portransistores ópticos.

Usar fótons em vez de elétrons é interessante não apenas por causa da maior velocidade da luz, mas também por conta da interação mais fraca dos fótons com o ambiente, o que permite um elevado grau de integração e a realização de operações quânticas.

O feito mais recente na área foi apresentado em Julho deste ano, com um transístor óptico controlado eletricamente:

• Transístor de luz abre caminho para processadores fotônicos

Agora, Michael Geiselmann e seus colegas do Instituto de Ciências Fotônicas, na Espanha, demonstraram que um único nanodiamante pode funcionar como um transístor de luz.

Mais importante ainda, um transístor óptico que funciona a temperatura ambiente e que pode ser controlado unicamente com luz, dispensando totalmente a eletricidade.

A equipe na verdade descobriu um novo mecanismo físico, que controla a forma como o nanodiamante interage com a luz.

Estruturas conhecidas como vacâncias de nitrogênio permitem que nanocristais de diamante funcionem como um depósito de qubits de estado sólido. [Imagem: Cortesia Element Six]

Transístor óptico

A "chave óptica" entra em seu estado ligado quando o nanodiamante é atravessado por um laser verde.

Basta disparar sobre ele um outro feixe de luz na faixa do infravermelho próximo para que a chave desligue-se imediatamente, parando de "conduzir" a luz verde.

Com base neste conceito simples, o grupo foi capaz de modular o transístor óptico em velocidades extremamente altas, demonstrando sua robustez e viabilidade para o processamento de informações.

O feito também terá aplicações imediatas nas pesquisas que tentam fabricar computadores quânticos porque o grupo estava trabalhando com nanodiamantes que contêm defeitos conhecidos como "vacâncias de nitrogênio".

As vacâncias de nitrogênio estão entre os tipos mais promissores de qubits - os bits individuais dos computadores quânticos.

Um nanodiamante contendo uma impureza de nitrogênio comporta-se como um átomo artificial, embora muito mais estável à temperatura ambiente do que um átomo real, por estar encapsulado e totalmente protegido no interior do cristal de diamante.

Bibliografia:

Fast optical modulation of the fluorescence from a single nitrogen-vacancy centre,
Michael Geiselmann, Renaud Marty, F. Javier García de Abajo, Romain Quidant
Nature Physics
Vol.: Published online

DOI: 10.1038/nphys2770.