Fotoni al posto degli elettroni nella nuova elettronica

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Più vicina la nuova elettronica basata sulla luce. Grazie a tecnologie messe a punto in Italia. E’ più vicina l’elettronica del futuro, basata sulla possibilità di amplificare e di controllare il comportamento delle singole particelle di luce, i fotoni. La tecnologia che permette di manipolare la luce a livelli mai raggiunti finora è pubblicata sulla rivista Optica ed è nata fra Italia e Stati Uniti, dalla collaborazione tra il Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr), con l’Istituto per la microelettronica e i microsistemi (Imm-Cnr) e l’Istituto di biochimica e biologia cellulare (Ibbc) del (Cnr), e la californiana Molecular Foundry di Berkeley.

La chiave che apre la strada alla nuova tecnologia è nella prima osservazione del fenomeno che governa le proprietà fondamentali della luce nel mondo dell’infinitamente piccolo, sulla scala dei millesimi di millimetro. Chiamato effetto spin-hall quantistico, il fenomeno permette di amplificare l’energia della luce in maniera efficiente. “In sostanza, la proprietà che andiamo a osservare e cercare di sfruttare, lo spin-hall quantistico, è quella di un singolo elemento del fascio di luce di muoversi in direzione diversa dalle altre particelle”, spiega il fisico Gianluigi Zito, del Cnr-Ibbc.

Il fenomeno che ha dimostrato la possibilità di controllare il comportamento di una singola particella di luce (fonte: CNR) - RIPRODUZIONE RISERVATA
Il fenomeno che ha dimostrato la possibilità di controllare il comportamento di una singola particella di luce (fonte: CNR)

“L’effetto osservato – prosegue – apre nuovi e interessanti scenari nelle applicazioni della fotonica: consente di avere un grado di libertà aggiuntivo nella progettazione di futuri dispositivi in grado di agire su determinate caratteristiche della luce”. Le ricadute tecnologiche si annunciano importanti e potrebbero riguardare, per esempio, “la progettazione di laser unidirezionali e sensori ad elevate prestazioni, che potrebbero trovare applicazione nei campi più disparati, dalla medicina all’elettronica”, osserva Silvia Romano, del Cnr-Imm.

E’ un passo importante verso future tecnologie “che sfruttano i fotoni invece degli elettroni, che sono sempre più presenti nella nostra vita quotidiana e potrebbero sostituire del tutto i dispositivi elettronici grazie alla loro capacità di trasportare più informazioni in modo più efficiente”, rileva Vito Mocella, del Cnr-Imm. Tra le possibili applicazioni, le più promettenti potrebbero riguardare i futuri computer quantistici.

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