Una nueva tecnología abre la puerta a una nueva generación de chips fotónicos clave para los grandes centros de datos y en el campo de la computación.
Investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), pertenecientes al Centro de Tecnología Nanofotónica (NTC, en sus siglas en inglés), han desarrollado una nueva tecnología que facilita el diseño y fabricación de chips fotónicos con una capacidad de procesamiento de información mucho más rápida y eficiente a la actual.
El trabajo de los investigadores de la UPV ha sido publicado en la revista Nature Materials, en colaboración con la multinacional IBM, la Universidad ETH-Zurich, la Universidad de Tejas (EE.UU.) y la empresa DAS Photonics, empresa spin-off del NTC.
En dicho trabajo se demuestra por primera vez la posibilidad de explotar el alto coeficiente de Pockels asociado al material ferroeléctrico de titanato de bario (BaTiO3) en chips de silicio. Según explica Pablo Sanchis, catedrático del Departamento de Comunicaciones e investigador del Centro de Tecnología Nanofotónica de la UPV, "los dispositivos comerciales actuales que emplean el efecto Pockels se basan en la tecnología de niobato de litio, si bien su integración en chips de silicio es muy compleja y costosa".
La tecnología fotónica de silicio es actualmente la tecnología clave para el desarrollo de circuitos integrados fotónicos con posibilidad de fabricación masiva y, por tanto, a bajo coste. Gracias al efecto Pockels es posible transferir señales eléctricas de muy alta frecuencia al dominio óptico y por tanto maximizar la velocidad de operación. "La integración del titanato de bario en la tecnología de silicio permitiría mejorar de forma sustancial las prestaciones de los dispositivos de modulación y conmutación electro-óptica", incide Pablo Sanchis.
CLAVE PARA LOS GRANDES CENTROS DE DATOS... Y PARA LOS CHIPS NEUROMÓRFICOS
Dichas prestaciones se traducen en velocidades de operación mayores con mínimas pérdidas ópticas y, por tanto, en la posibilidad de procesar y transmitir información a mayor velocidad y distancia. Estos aspectos son claves en el desarrollo de transceptores de comunicaciones de nueva generación basados en circuitos integrados fotónicos de silicio, los cuales resultan fundamentales en las comunicaciones llevadas a cabo en los grandes centros de procesamiento de datos, núcleos de la transmisión de información en Internet.
En el campo de la computación, esta tecnología podría impulsar el desarrollo de chips neuromórficos, un nuevo concepto de diseño de chips que toma como referencia nuestro cerebro, intentando emular el funcionamiento de las neuronas, y con un potencial de análisis de datos muy superior a la actual.
El desarrollo de esta tecnología es el resultado de una de las principales líneas de investigación que se ha llevado a cabo en el contexto del proyecto europeo SITOGA, coordinado por el profesor Pablo Sanchis.
Referencia bibliográfica:
Stefan Abel et al. 2019. Large Pockels effect in micro- and nanostructured barium titanate integrated on silicon. Nature Materials. DOI: 10.1038/s41563-018-0208-0
