Vedci z ETH Zürich prišli s ultrarýchlym čipom, ktorý sa má použiť na prevod rýchlych elektronických signálov priamo na ultrarýchle svetelné signály bez straty kvality signálu. Je to vôbec prvýkrát, čo sú elektronické a svetelné prvky kombinované na rovnakom čipe. Experiment bol vykonaný v spolupráci s partnermi v Nemecku, USA, Izraeli a Grécku. Toto je odrazový mostík z technického hľadiska, pretože v súčasnosti sa tieto prvky musia vyrábať na samostatných čipoch a potom spojiť pomocou drôtov.
Keď sa elektronické signály konvertujú na svetelné signály pomocou samostatných čipov, kvalita signálu sa zníži a rýchlosť prenosu údajov pomocou svetla bude tiež obmedzená. To však neplatí pre nový plazmonický čip, ktorý je dodávaný s modulátorom, zložkou na čipe, ktorá generuje svetlo danej intenzity premenou elektrických signálov na svetelné vlny. Malá veľkosť modulátora zaisťuje, že nedôjde k strate kvality a intenzity procesu premeny a svetla, skôr k rýchlemu prenosu údajov. Kombinácia elektroniky a plazmoniky na jednom čipe umožňuje zosilnenie svetelných signálov a zaisťuje rýchlejší prenos dát.
Elektronické a fotonické komponenty sú umiestnené tesne na sebe, podobne ako dve vrstvy, a sú priamo umiestnené na čip pomocou „priechodov na čipe“, aby bol čo najkompaktnejší. Toto vrstvenie elektroniky a fotoniky skracuje prenosové cesty a znižuje straty, pokiaľ ide o kvalitu signálu. Tento prístup sa príznačne nazýva „monolitická kointegrácia“, pretože elektronika a fotonika sú implementované na jednom jedinom substráte. Fotonická vrstva na čipe obsahuje modulátor plazmónovej intenzity, ktorý pomáha pri premene elektrických signálov na ešte rýchlejšie optické kvôli kovovým štruktúram, ktoré smerujú svetlo tak, aby dosahovalo vyššie rýchlosti.
Štyri vstupné signály s nízkou rýchlosťou sú zoskupené a zosilnené, aby vytvorili vysokorýchlostný elektrický signál, ktorý sa potom prevedie na vysokorýchlostný optický signál. Tento proces je známy ako „multiplexovanie 4: 1“, vďaka ktorému sa po prvýkrát uskutočnil prenos dát na monolitickom čipe rýchlosťou viac ako 100 gigabitov za sekundu.možné. Vysoká rýchlosť sa dosiahla kombináciou plazmónov s klasickou elektronikou CMOS a ešte rýchlejšou technológiou BiCMOS. Okrem toho boli použité aj nové teplotne stabilné elektrooptické materiály z Washingtonskej univerzity a poznatky z projektov Horizon 2020 PLASMOfab a plaCMOS. Vedci sú presvedčení, že tento ultrarychlý čip rýchlo pripraví pôdu pre rýchly prenos dát v optických komunikačných sieťach budúcnosti.