基于单个原子，科学家造出世界上最小的光开关

互联网对于整个世界的影响十分深远。随着数据越来越多，人们对网络传输速度的要求越来越高，现有的网络基础设施也面临越来越大的压力。因此，科学家正努力要小型化这些系统，并试图从当前基于电子的计算机系统转换到基于光学的超快通讯系统，在后者中，数据毫不夸张地在以光速传送。

调制器（modulator）可以将电子信号转换为光信号，当前大小在3cm左右，如果一个数据中心满是这种设备，那么它们所占空间将十分客观。最近，瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zürich）的科学家在调制器的设计中取得了重要进展，这种新的调制器基于只有一个原子的光开关。该研究成果发表于《Nano Letters》。（Atomic Scale Plasmonic Switch. Nano Lett., DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04537）

图片来源：ETH Zürich

这种小型化的水平甚至让科学家自己都感到很惊讶，它允许光通过比光本身波长还小的间隙。基于这种开关的调制器比当今用到的器件要小十万倍左右。

图片来源：ETH Zürich

其工作原理为：银垫和铂垫置于由硅制成的光波导的顶部，二者之间只有一个原子的间隙。当电压施加于银垫上，一个原子被拉到最远从而关闭该间隙，并在两个垫之间形成了电路。电压被取消后，该原子缩回到原来位置。这样一来，这种调制器可以在一秒钟内传输几百万个开关信号。

接下来，该团队希望能够改善这种调制器的生产，使之能够适应大规模使用和长期稳定运行。

1. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5b04537

2. http://www.gizmag.com/quantum-atom-optical-switch-ethzurich/41628/