Para peneliti dari ETH Zurich telah menemukan chip ultrafast yang akan digunakan untuk mengubah sinyal elektronik cepat langsung menjadi sinyal cahaya ultra cepat tanpa kehilangan kualitas sinyal. Ini adalah pertama kalinya elemen elektronik dan berbasis cahaya digabungkan pada chip yang sama. Eksperimen tersebut dilakukan bekerja sama dengan mitra di Jerman, AS, Israel, dan Yunani. Ini adalah batu loncatan dalam istilah teknis karena saat ini, elemen-elemen ini harus dibuat pada chip terpisah dan kemudian dihubungkan dengan kabel.
Ketika sinyal elektronik diubah menjadi sinyal cahaya menggunakan chip terpisah, jumlah kualitas sinyal berkurang dan kecepatan transmisi data menggunakan cahaya juga akan terhambat. Namun, tidak demikian halnya dengan chip plasmonik baru yang dilengkapi dengan modulator, komponen pada chip yang menghasilkan cahaya dengan intensitas tertentu dengan mengubah sinyal listrik menjadi gelombang cahaya. Ukuran modulator yang kecil memastikan tidak ada kehilangan kualitas dan intensitas dalam proses konversi, dan cahaya, sebaliknya data ditransmisikan dengan cepat. Kombinasi elektronik dan plasmonik pada satu chip memungkinkan penguatan sinyal cahaya dan memastikan transmisi data lebih cepat.
Komponen elektronik dan fotonik ditempatkan rapat di atas satu sama lain, seperti dua lapisan, dan langsung ditempatkan pada chip menggunakan "vias on-chip" agar sekompak mungkin. Pelapisan elektronik dan fotonik ini memperpendek jalur transmisi dan mengurangi kerugian dalam hal kualitas sinyal. Pendekatan ini secara tepat disebut “kointegrasi monolitik” karena elektronika dan fotonik diimplementasikan pada satu substrat. Lapisan fotonik pada chip berisi modulator intensitas plasmonik yang membantu mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik yang lebih cepat karena struktur logam yang menyalurkan cahaya untuk mencapai kecepatan yang lebih tinggi.
Empat sinyal input kecepatan rendah digabungkan dan diperkuat untuk membentuk sinyal listrik kecepatan tinggi yang kemudian diubah menjadi sinyal optik kecepatan tinggi. Proses ini dikenal dengan “4: 1 multiplexing” yang untuk pertama kalinya melakukan transmisi data pada chip monolitik dengan kecepatan lebih dari 100 gigabit per detikbisa jadi. Kecepatan tinggi dicapai dengan menggabungkan plasmonik dengan elektronik CMOS klasik dan bahkan teknologi BiCMOS yang lebih cepat. Selain itu, material elektro-optik baru yang stabil terhadap suhu dari University of Washington dan wawasan dari proyek Horizon 2020 PLASMOfab dan plaCMOS juga digunakan. Para peneliti yakin bahwa chip ultrafast ini akan dengan cepat membuka jalan bagi transmisi data yang cepat dalam jaringan komunikasi optik di masa depan.