Pētnieki no ETH Cīrihē, ir jānāk klajā ar īpaši ātriem mikroshēma, ko izmanto konvertēšanai ātri elektroniskos signālus tieši ātros gaismas signālu bez signāla kvalitāti zudumu. Šī ir pirmā reize, kad elektroniskie un gaismas elementi tiek apvienoti vienā un tajā pašā mikroshēmā. Eksperiments tika veikts sadarbībā ar partneriem Vācijā, ASV, Izraēlā un Grieķijā. Tas tehniskā ziņā ir atspēriena punkts, jo pašlaik šie elementi ir jāražo uz atsevišķām mikroshēmām un pēc tam jāsavieno ar vadiem.
Ja elektroniskos signālus pārveido par gaismas signāliem, izmantojot atsevišķas mikroshēmas, signāla kvalitāte samazinās, un tiek traucēta arī datu pārraides ātrums, izmantojot gaismu. Tomēr tas nav gadījumā ar jauno plazmonisko mikroshēmu, kas nāk ar modulatoru, mikroshēmas sastāvdaļu, kas ģenerē noteiktas intensitātes gaismu, pārveidojot elektriskos signālus gaismas viļņos. Mazais modulatora izmērs nodrošina, ka pārveidošanas procesā netiek zaudēta kvalitāte un intensitāte, un gaisma, drīzāk dati tiek ātri pārraidīti. Elektronikas un plazmonikas kombinācija vienā mikroshēmā padara iespējamu gaismas signālu pastiprināšanu un nodrošina ātrāku datu pārraidi.
Elektroniskie un fotoniskie komponenti ir cieši novietoti viens virs otra, piemēram, divi slāņi, un tie tiek tieši novietoti mikroshēmā, izmantojot “on-chip vias”, lai padarītu to pēc iespējas kompaktāku. Šāds elektronikas un fotonikas slānis saīsina pārraides ceļus un samazina zaudējumus signāla kvalitātes ziņā. Šo pieeju pareizi dēvē par “monolītu kointegrāciju”, jo elektronika un fotonika tiek realizēta uz viena substrāta. Mikroshēmas fotoniskais slānis satur plazmas intensitātes modulatoru, kas palīdz pārveidot elektriskos signālus vēl ātrākos optiskos signālos, pateicoties metāla konstrukcijām, kas novirza gaismu, lai sasniegtu lielāku ātrumu.
Četri zemāka ātruma ieejas signāli tiek apvienoti un pastiprināti, veidojot ātrgaitas elektrisko signālu, kas pēc tam tiek pārveidots par ātrgaitas optisko signālu. Šis process ir pazīstams kā “multipleksēšana 4: 1”, kas pirmo reizi ir veicis datu pārraidi monolītā mikroshēmā ar ātrumu, kas pārsniedz 100 gigabitus sekundēiespējams. Liels ātrums tika sasniegts, apvienojot plazmoniku ar klasisko CMOS elektroniku un vēl ātrāku BiCMOS tehnoloģiju. Bez tam tika izmantoti arī jauni, temperatūrai stabili, elektrooptiski materiāli no Vašingtonas universitātes un ieskats no Horizon 2020 projektiem PLASMOfab un plaCMOS. Pētnieki ir pārliecināti, ka šī īpaši ātrā mikroshēma ātri pavērs ceļu ātrai datu pārraidei nākotnes optisko sakaru tīklos.