Mokslininkai iš ETH Ciuriche turi sugalvoti su itin spartaus lustas turi būti naudojama konvertuoti greitai elektroninių signalų tiesiai į ultrasparčiosios šviesos signalais be signalo kokybės praradimo. Tai yra pirmas kartas, kai elektroniniai ir šviesos elementai buvo sujungti vienoje mikroschemoje. Eksperimentas buvo atliktas bendradarbiaujant su partneriais Vokietijoje, JAV, Izraelyje ir Graikijoje. Tai yra laiptelis technine prasme, nes šiuo metu šie elementai turi būti gaminami ant atskirų lustų ir tada sujungti laidais.
Kai elektroniniai signalai paverčiami šviesos signalais naudojant atskiras mikroschemas, signalo kokybė mažėja, o duomenų perdavimo, naudojant šviesą, greitis taip pat sutrinka. Tačiau tai nėra tas atvejis, kai naujoji plazmoninė mikroschema tiekiama su moduliatoriumi - mikroschemos komponentu, kuris generuoja tam tikro intensyvumo šviesą, paversdamas elektrinius signalus šviesos bangomis. Mažas moduliatoriaus dydis užtikrina, kad konversijos procese neprarandama kokybė ir intensyvumas, ir šviesa, greičiau duomenys perduodami. Elektronikos ir plazmonikos derinys vienoje mikroschemoje leidžia sustiprinti šviesos signalus ir užtikrinti greitesnį duomenų perdavimą.
Elektroniniai ir fotoniniai komponentai yra sandariai uždėti vienas ant kito, pavyzdžiui, du sluoksniai, ir dedami tiesiai ant lusto naudojant „on-chip vias“, kad jis būtų kuo kompaktiškesnis. Toks elektronikos ir fotonikos sluoksniavimasis sutrumpina perdavimo kelius ir sumažina nuostolius, susijusius su signalo kokybe. Šis požiūris tinkamai vadinamas „monolitine kointegracija“, nes elektronika ir fotonika yra įgyvendinamos viename pagrinde. Fotoniniame lusto sluoksnyje yra plazmoninio intensyvumo moduliatorius, kuris padeda paversti elektrinius signalus dar greitesniais optiniais, nes metalinės konstrukcijos nukreipia šviesą, kad pasiektų didesnį greitį.
Keturi mažesnio greičio įvesties signalai yra sujungti ir sustiprinti, kad susidarytų didelės spartos elektrinis signalas, kuris tada paverčiamas didelio greičio optiniu signalu. Šis procesas vadinamas „multipleksavimu 4: 1“, kuris pirmą kartą perdavė duomenis monolitine mikroschema daugiau nei 100 gigabitų per sekundę greičiu.įmanoma. Didelis greitis buvo pasiektas derinant plazmoniką su klasikine CMOS elektronika ir dar spartesne „BiCMOS“ technologija. Be to, buvo naudojamos naujos temperatūrai stabilios elektrooptinės medžiagos iš Vašingtono universiteto ir įžvalgos iš „Horizon 2020“ projektų PLASMOfab ir plaCMOS. Tyrėjai įsitikinę, kad ši itin greita mikroschema greitai atvers kelią greitam duomenų perdavimui optiniuose ateities tinkluose.