ALICIA RIVERA , Madrid
( 31-05-00)
"El protagonista por excelencia de la revolución electrónica ha sido un
ente minúsculo llamado electrón. Todos los recursos de la ciencia y la
tecnología se han empleado para mejorar las condiciones de transporte y
control de este mensajero de excepción", explican Ceferino López y
Francisco Meseguer, investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales
y coautores del trabajo. "Sin embargo, en los años sesenta, con la
invención del láser, primero, y la fibra óptica, después, un nuevo heraldo
tecnológico surgió para competir con el electrón: el fotón. Esta partícula
tiene una ventaja respecto al electrón: no tiene carga ni masa. Por tanto,
es mucho más eficiente y rápida en el transporte de información; no se
distrae , como si dijéramos, interactuando con otros portadores de
su espacio o con el medio. Así la transmisión de información por fibra
óptica es mucho más eficiente que por cable eléctrico".
Ordenadores
Pero la presencia del electrón sigue siendo general, los ordenadores
siguen siendo electrónicos, eso sí, con todos los avances de la revolución
micro y nanoelectrónica. "Esto se debe", explican los investigadores, a
que, "por el momento, la tecnología fotónica disponible sólo es capaz de
producir los cables, pero no la mayoría de los otros componentes
que integran un procesador de información". La idea de hacer cristales
fotónicos, con propiedades para las partículas de luz similares a las del
silicio para los electrones, tiene unos años, pero su realización chocaba
hasta ahora con enormes dificultades tecnológicas.
Blanco y sus colegas no han construido el primer cristal fotónico, pero
su resultado es enormemente interesante, ya que hasta ahora la fabricación
de estos materiales dependía de complejos procedimientos litográficos
habituales en la producción microelectrónica y los resultados eran muy
limitados.
¿Cómo se construye el nuevo cristal fotónico? La receta es
relativamente sencilla de explicar. Primero hay que construir, mediante
técnicas de crecimiento de cristales, un molde tridimensional, que al
final se desecha, que es una forma de ópalo artificial (esferas de sílice
de tamaño uniforme de una micra, es decir, una milésima de milímetro, de
diámetro).
Al aplicar calor a esta construcción se forman pequeños puentes entre
las esferas, produciendo una estructura interconectada. A continuación se
infiltran gases compuestos de silicio que van llenando las esferas.
Finalmente se disuelve el molde inicial y se obtiene el cristal fotónico,
una especie de esponja con todos los agujeros idénticos y bien ordenados.
Los cálculos realizados por los investigadores indican que esta
estructura bloquea una longitud de onda determinada en infrarrojo (1,5
micras), muy utilizada en las comunicaciones por fibra óptica. Este
material, un desarrollo perseguido por varios laboratorios en el mundo, es
un paso crucial para crear dispositivos fotónicos como microláseres y
chips ópticos.
"Imagínense, por ejemplo, un ordenador sin cables eléctricos, que no se
calentase y, por tanto, no necesitase ventiladores, con una pantalla
compuesta por millones de microláseres de cristal fotónico. El procesado
de la información se realizaría mediante circuitos impresos y
microprocesadores totalmente ópticos. Éste sería el nuevo ordenador
fotónico; rapidísimo, silencioso, frío y plenamente integrado en la red de
comunciaciones ópticas", comentan López y Meseguer. Es lo que ellos llaman
un nuevo País de las Maravillas en la sociedad de la información y las
comunicaciones, en que la luz se encarga de la transmisión y el procesado
de información.
"Los
fotones son los mejores mensajes para la transmisión realmente rápida de
la información. Pero crear circuitos que puedan procesar la luz con la
versatilidad de los chips de silicio con electrones es un gran reto
tecnológico". Así presenta la revista Science un trabajo liderado
por el científico español Álvaro Blanco, que afronta precisamente ese reto
tecnológico. Los investigadores han dado con un método simple y barato
para fabricar a gran escala cristales fotónicos de silicio
tridimensionales, lo que facilita la construcción de transistores
fotónicos.
"Los
critales fotónicos tienen propiedades específicas que los hacen opacos
para determinadas longitudes de onda, proporcionando un medio de control
de la transmisión de señales ópticas", comenta la especialista Karen
Southwell en Science al referirse al trabajo de Blanco
(investigador del Departamento de Física de la Universidad de Toronto, en
Canadá, y del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC) y sus
colegas. El objetivo es producir materiales ópticos que sean para los
fotones lo que el silicio para los electrones y, en última instancia, un
transistor que presente, frente a los clásicos dispositivos electrónicos,
una velocidad de conmutación mucho más rápida con una baja disipación de
energía. En el equipo que ha desarrollado este último trabajo de los
cristales fotónicos participan varios investigadores españoles.