Els investigadors de l'ETH Zurich han creat un xip ultraràpid per convertir els senyals electrònics ràpids en senyals de llum ultraràpids sense pèrdua de qualitat del senyal. Aquesta és la primera vegada que els elements electrònics i basats en la llum es combinen en el mateix xip. L'experiment es va dur a terme en col·laboració amb socis d'Alemanya, EUA, Israel i Grècia. Aquest és el pas tècnic ja que actualment, aquests elements s'han de fabricar en xips separats i després connectar-los amb cables.
Quan els senyals electrònics es converteixen en senyals de llum mitjançant xips separats, disminueix la qualitat del senyal i es dificulta la velocitat de transmissió de dades mitjançant la llum. Tot i això, no és el cas del nou xip plasmònic que ve amb un modulador, un component del xip que genera llum d’una intensitat determinada convertint els senyals elèctrics en ones de llum. La petita mida del modulador garanteix que no es produeixi cap pèrdua de qualitat i intensitat en el procés de conversió, i que la llum es transmeti més aviat. La combinació d’electrònica i plasmònica en un sol xip fa possible l’amplificació dels senyals lluminosos i garanteix una transmissió de dades més ràpida.
Els components electrònics i fotònics es col·loquen estretament els uns sobre els altres, com dues capes, i es col·loquen directament al xip mitjançant “via-on-chip” per fer-lo el més compacte possible. Aquesta capa d’electrònica i fotònica escurça els camins de transmissió i redueix les pèrdues en termes de qualitat del senyal. Aquest enfocament s'anomena adequadament "co-integració monolítica" ja que l'electrònica i la fotònica s'implementen en un sol substrat. La capa fotònica del xip conté un modulador d'intensitat plasmònica que ajuda a convertir els senyals elèctrics en òptics encara més ràpids a causa de les estructures metàl·liques que canalitzen la llum per aconseguir velocitats més altes.
Els quatre senyals d'entrada de velocitat inferior s'agrupen i s'amplifiquen per formar un senyal elèctric d'alta velocitat que després es converteix en un senyal òptic d'alta velocitat. Aquest procés es coneix com a "multiplexació 4: 1" que, per primera vegada, ha transmès dades en un xip monolític a una velocitat de més de 100 gigabits per segon.possible. L’alta velocitat es va aconseguir combinant plasmònica amb electrònica CMOS clàssica i una tecnologia BiCMOS encara més ràpida. A més, també es van utilitzar nous materials electroòptics estables a la temperatura de la Universitat de Washington i coneixements dels projectes PLASMOfab i plaCMOS de Horizon 2020. Els investigadors estan convençuts que aquest xip ultraràpid prepararà el camí per a una ràpida transmissió de dades a les xarxes de comunicacions òptiques del futur.